集體備課案例學(xué)習(xí)素材1

集體備課案例學(xué)習(xí)素材13D打印技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展年表3D打印[1]

思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó)，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現(xiàn)之一，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。19世紀(jì)末，美國(guó)研究出了的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，隨后產(chǎn)生了打印技術(shù)的3D打印核心制造思想。20世紀(jì)80年代以前，三維打印機(jī)數(shù)量很少，大多集中在“科學(xué)怪人”和電子產(chǎn)品愛(ài)好者手中。主要用來(lái)打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件，然后根據(jù)塑料模型去訂制真正市面上買到的零部件。1979年，美國(guó)科學(xué)家RFHousholder獲得類似“快速成型”技術(shù)的專利，但沒(méi)有被商業(yè)化。20世紀(jì)80年代已有雛形，其學(xué)名為“快速成型”。20世紀(jì)80年代中期，SLS被在美國(guó)得克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開(kāi)發(fā)出來(lái)并獲得專利，項(xiàng)目由DARPA贊助的。到20世紀(jì)80年代后期，美國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機(jī)，并已將其成功推向市場(chǎng)，3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。普通打印機(jī)能打印一些報(bào)告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機(jī)，它不僅使立體物品的造價(jià)降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來(lái)3D打印機(jī)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當(dāng)時(shí)的畢業(yè)生JimBredt和TimAnderson修改了噴墨打印機(jī)方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水?dāng)D壓在紙張上的方案。2003年以來(lái)三維打印機(jī)的銷售逐漸擴(kuò)大，價(jià)格也開(kāi)始下降。研發(fā)產(chǎn)品家用3D打印機(jī)德國(guó)發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級(jí)別微型3d打印機(jī)——PhotonicProfessionalGT。這款PhotonicProfessionalGT3D打印機(jī)，能制作納米級(jí)別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過(guò)人類頭發(fā)直徑的三維物體。最小的3D打印機(jī)世上最小的3D打印機(jī)來(lái)自維也納技術(shù)大學(xué)，由其化學(xué)研究員和機(jī)械工程師研制。這款迷你3D打印機(jī)只有大裝牛奶盒大小，重量約3.3磅(約1.5公斤)，造價(jià)1200歐元(約1.1萬(wàn)元人民幣)。相比于其他的打印技術(shù)，這款3D打印機(jī)的成本大大降低。研發(fā)人員還在對(duì)打印機(jī)進(jìn)行材料和技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，希望能夠早日面世。最大的3D打印機(jī)華中科技大學(xué)史玉升科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年努力，實(shí)現(xiàn)重大突破，研發(fā)出全球最大的“3D打印機(jī)”。這一“3D打印機(jī)”可加工零件長(zhǎng)寬最大尺寸均達(dá)到1.2米。從理論上說(shuō)，只要長(zhǎng)寬尺寸小于1.2米的零件（高度無(wú)需限制），都可通過(guò)這部機(jī)器“打印”出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)將復(fù)雜的零件制造變?yōu)楹?jiǎn)單的由下至上的二維疊加，大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度，讓一些傳統(tǒng)方式無(wú)法加工的奇異結(jié)構(gòu)制造變得快捷，一些復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)由傳統(tǒng)的3個(gè)月縮短到10天左右。大連理工大學(xué)參與研發(fā)的最大加工尺寸達(dá)1.8米的世界最大激光3D打印機(jī)進(jìn)入調(diào)試階段，其采用“輪廓線掃描”的獨(dú)特技術(shù)路線，可以制作大型工業(yè)樣件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄造模具。這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。該激光3D打印機(jī)只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹(shù)脂碳化失效，再按照常規(guī)方法在180℃加熱爐內(nèi)將打印過(guò)的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。這種打印方法的加工時(shí)間與零件的表面積成正比，大大提升打印效率，打印速度可達(dá)到一般3D打印的5—15倍。彩印3D打印機(jī)2013年5月上市了這種類型的3D打印機(jī)新產(chǎn)品“ProJetx60”系列。ProJet品牌主要有四種造型方法的裝置。其余三種均是使用光硬化性樹(shù)脂的類型，包括用激光硬化光硬化性樹(shù)脂液面的類型、從噴嘴噴出光硬化性樹(shù)脂后照射光進(jìn)行硬化的類型（這種類型的造型材料還可以使用蠟）、向薄膜上的光硬化性樹(shù)脂照射經(jīng)過(guò)掩模的光的類型。高端機(jī)型ProJet660Pro和ProJet860Pro可以使用CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）4種顏色的粘合劑，實(shí)現(xiàn)600萬(wàn)色以上的顏色ProJet260C和ProJet460Plus使用CMY三種顏色的粘合劑）。3D打印機(jī)器人2013年11月23日，西安電子科技大學(xué)展出3D打印機(jī)器人，這是一臺(tái)遠(yuǎn)程體感控制服務(wù)機(jī)器人，最主要的功能是照顧老人。很多老人行動(dòng)不便，有了機(jī)器人助手，只要對(duì)著攝像頭做出手勢(shì)，機(jī)器人就能模仿動(dòng)作去做家務(wù)。技術(shù)原理編輯3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)(3DP)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來(lái)制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。3D打印機(jī)堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來(lái)的物體一頭堅(jiān)硬而另一頭柔軟。1、有些3D打印機(jī)使用“噴墨”的方式。即使用打印機(jī)噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì)噴涂在鑄模托盤(pán)上，此涂層然后被置于紫外線下進(jìn)行處理。之后鑄模托盤(pán)下降極小的距離，以供下一層堆疊上來(lái)。2、還有的使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù)，整個(gè)流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料，然后通過(guò)沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

3、還有一些系統(tǒng)使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)，以粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤(pán)上形成一層極薄的粉末層，熔鑄成指定形狀，然后由噴出的液態(tài)粘合劑進(jìn)行固化。4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微