3D打印技术处于早起 但应用领域逐渐拓宽
- 2021/3/2 11:19:47 17148
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表下游】在以运河闻名的荷兰，桥梁很常见。但有四座桥尤为奇特：每座长26英尺，且都是由一台大型3D打印机用混凝土制成的。从桌面到建筑工地，3D打印作为技术革命的一部分，实现了将塑料和其他材料挤出并制成实心物体的目标。自2017年以来，美国、欧洲和亚洲的几家公司已经“打印”了公交车站候车亭和会议厅隔断，甚至是整个住宅。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
喷嘴在轨道上来回运行，由计算机控制挤压模式，这样就可以在需要的地方精确地铺设一层一英寸厚的混凝土(或钢铁、或其他材料)。当缓慢移动的喷嘴到达其路径(长可达100英尺)的末端时，这一层通常已经硬化，刚好可以在第一层的顶部再铺上一层。一层又一层，一面家庭所需的墙就被建造起来了。通过精确的沉积图案，喷嘴还可以为窗户、门、公用设施管道和其他设计及结构留出空间。
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。
ICON公司是美国得克萨斯州一家专注于3D打印建筑的公司，其联合创始人兼执行官杰森·巴拉德表示：“3D打印机在建筑房子的同时，会考虑到其结构、隔热层、墙板、内外表面处理以及管道系统。”而在一般情况下，“这通常需要代表5、6个不同行业的20个人工作好几天的时间”。
打印出来的结构具有数字化是3D打印的另一个优点。这意味着在电脑上呈现的设计可以直接转换成打印机的指令。这就省去了将设计转换成图纸的需要，进而减少不必要的错误和麻烦，从而节约成本、减少延误。数字化还有一个额外的好处，那就是消除了设计创意的障碍。建筑师可以更低的成本提供订制或半订制设计，而无须费心培训他人来执行计划。
3D打印建筑的技术仍处于早期阶段，要扩大3D打印建筑的规模，需要在技术和监管方面做更多的工作。对于前者，从业者还没有找到一种从印刷机上加固混凝土的有效方法。在传统建筑中，这是通过铺设钢筋来完成的。
虽然这项技术仍处于早期阶段，但商业级3D打印建筑机可能会在未来十年从根本上改变建筑业。专家认为，它们可以将施工时间缩短一半，降低多达三分之一的成本，并提供更环保、更坚固的设计，还有更大的订制空间。
科技造福人类在3D打印技术上得以体现。除了建筑业，报道称，3D打印机将越来越多地被应用于各行各业，从生产太阳镜等消费品到汽车零部件等工业产品。而在教育行业中，3D建模可以用来将教育理念带入生活，并帮助孩子们培养实用技能，如编程。
在墨西哥，3D打印已经在塔巴斯科州建造了一座46平方米的房子，包括厨房、起居室、浴室和两间卧室，将向该州一些贫穷的家庭开放。这项技术在救灾中也被证明是至关重要的。据英国《卫报》报道，2015年尼泊尔发生地震时，作为救援工作的一部分，一台安装在路虎上的3D打印机被用来帮助修复尼泊尔的水管。
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