建筑3d打印技术的发展现状(3d打印技术在建筑领域应用综述)
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今天给各位分享建筑3d打印技术的发展现状的知识,其中也会对3d打印技术在建筑领域应用综述进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。建筑工程领域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量轻,强度大,时间短,产生的建筑垃圾及建筑粉尘少,且可以循环使用,绿色环保。
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浅谈3d打印技术论文
3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。我整理了浅谈3d打印技术论文,欢迎阅读!
浅谈3d打印技术论文篇一
3D打印技术
摘 要:3D打印又称为增材制造,近年来得到了快速发展,应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析,对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。
关键词:3D打印;应用现状;教学领域
1 引言
3D打印,又称为增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为 “第三次工业革命的重要标志”,以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来,随着3D打印技术的逐步成熟、精确,打印材料种类的增加,打印价格的降低,3D打印得到了快速发展,应用领域不断增加,不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用,也逐渐进入了公众视野,走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所,在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用,作为教育工作者,本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上,重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述
2.1 3D打印原理
3D打印(3D printing,又称三维打印),是利用设计好的3D模型,通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说,通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2],其中3D虚拟模型,可以是利用扫描设备获取物品的三维数据,并以数字化方式生成三维模型,或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型,有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型,比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的优势
与传统制造技术相比,3D打印不需事先制模,也不必铸造原型,大大缩短了产品的设计周期,减少了产品从研发到应用的时间,降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险,使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单,产品也更能凸显个性化。另外,3D打印是增材制造,使用金属粉或其他材料,使部件从无到有制造出来,大大减少了原材料和能源的消耗,生产上实行了结构优化。
2.3 3D打印的应用现状
近年来,3D打印得到了快速发展,几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域,使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制,打印复杂形状的各种零件,打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域,3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始,逐步发展,计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域,医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型,缺损下颌骨模型,患者外伤性脑内血肿颅脑模型等,用于辅助诊断并制定术前手术方案,降低了手术难度,减少了手术时间,为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量轻,强度大,时间短,产生的建筑垃圾及建筑粉尘少,且可以循环使用,绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用,可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。
3 3D打印在教学领域的应用
3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开,并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中,取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力,使得数字化模型能快速转化为立体实物,借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果,增强学生合作、设计、创新等能力。
3.1打印三维教具学具辅助教学
在课程教学中,借助于多媒体教学手段,一些抽象的图像可以相对直观的显示出来,但针对的是群体,形成的是暂时的视觉感受,印象并不是很深刻,也不易理解。借助3D打印,可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具,每个同学都有机会亲手感受,而且还可以亲自设计、策划,无疑对知识点的理解,知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如:数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物,动物角色模型,且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来,如北京的胡同,同学们可以拿着模型理解胡同的特点,体验胡同文化,讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。
3.2 实习实践过程中辅助创新设计
职业学校实习实践教学活动较多,钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等,都需要借助相应的模型,并设计出一定的模型。借助于3D打印,同学们对需要设计的模型有一个大体的认识,然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程,不仅能增加学生的学习兴趣,促进学生交互学习,协作学习,且能提高学生的设计水*、思维能力和实践能力。比如在模具设计实习中,采用项目式教学法,应用3D打印,学生分组设计、分组打印,学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后,学习兴趣大增,多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水*。在CAD课程实践环节中,使用3D打印机,可以根据教学需要来设计教学内容,对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装,不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程,而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识,有利于日后学生进一步的学习和发展。
3.3 就业创业指导
近年来,大学毕业生人数急剧增加,就业压力增大,国家大力提倡大学生创业,整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说,有一定的专业知识,有较强的动手操作能力,有创业的热情与激情。借助于3D打印设备,创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室,利用所学的专业知识,设计出相关产品并打印出来进行销售,同时也可为社会客户提供DIY服务,收取一定的培训费和制作费,也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动,加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解,并培养创新创业意识和能力。
3.4 图书馆应用
图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务,国内的综合图书馆,如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务,高校中的上海交通大学图书馆也开展3D打印服务,并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务,通过比赛普及3D打印知识,让同学们了解3D打印前沿科技,启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机,并在保证健康和安全的基础上,充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策,并鼓励学生打印原创作品,以发挥学生的专业特长,激发学生的创造力和想象力。
4 结束语
3D打印正从工业领域,走向各个应用领域。不久的将来,也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术,促进教学模式和教学活动的创新,更好地提高教学质量和教学效果,提高学生的实践能力和创新水*。
参考文献
[1] 张飞相. 3D打印技术的发展现状及其商业模式研究[J]. 新闻传播, 2016(2): 51-53.
[2] 李青,王青. 3D打印―一种新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4):29-35.
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3d打印技术现状和发展前景
3D打印也称为增材制造技术,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,通常是采用数字技术材料打印机来实现。
产业规模逐年加速增长
近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用。2017-2019年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据2020年3月赛迪顾问(CCID)发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印产业规模为打印产业打印产业157.5亿元,较2018年增加31.1%。
2020年全球爆发新冠疫情,各国医疗防护设备紧缺,此时3D打印扮演了救场的角色。国内最大的B2C跨境电商*台全球速卖通上的数据显示,疫情期间我国3D打印机销售火爆,疫情以来该*台上3D打印机的销售额和2019年比已经翻番。预计2020年我国3D打印产业规模将达到208亿元。
3D打印设备规模占比最大
3D打印产业主要由3D打印设备、3D打印材料和3D打印服务三大细分行业构成,2019年,中国3D打印设备产业规模70.86亿元,占比最高,达到45%;3D打印服务产业规模为45.67亿元,占比29%;3D打印材料产业规模40.94亿元,占比26%。
中国3D打印产业发展前景
— —行业市场规模持续增长
近年来,我国高度重视3D打印市场的发展,国家也不断出台政策进行产业扶持,2020年2月,国家标准化管理委员会、工信部、科技部、教育部等六部门日前印发《增材制造标准领航行动计划(2020-2022年)》,提出到2022年,立足国情、对接国际的增材制造新型标准体系基本建立。此外,推动2-3项我国优势增材制造技术和标准制定为国际标准,增材制造国际标准转化率达到90%,增材制造标准国际竞争力不断提升。《行动计划》对我国3D打印产业进行指导,预计3D打印产业年均增速在25%以上,2020年增材制造产业销售收入超过200亿元。结合国家层面政策指导以及国内近6年3D打印产业发展态势,前瞻预测2025年,我国3D打印市场规模将超过630亿元。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资前景分析报告》。
3D打印的发展现状是怎么样的
总体来说,3D打印具有相当可观的想象空间,可应用领域十分广泛,像传统的制造业,以及汽车、消费电子、医疗器械、建筑工程等。这些领域都可以通过与3D打印结合,从而获得更好发展。
在3D打印技术不断成熟下,其产业潜力有望快速释放,市场规模扩张可期。据前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》统计,2016年,全球3D打印市场规模达到159亿美元,预计到2020年,全球3D打印市场规模将达354亿美元。
但值得一提的是,无论是在我国,还是全球范围,3D打印都还是处于初期探索阶段,主要原因是卡在材料、市场定位、批量打印三大难关上。在三大难关未攻克前,3D打印产业很可能是延续缓慢增长态势。
另外,3D打印还面临着商业模式单一、专业人才短缺等烦恼。所以,3D打印要想实现真正的爆发式增长,仍需克服重重难关。长期来看,3D打印潜力巨大,前景一片大好,甚至有望在全球掀起新一轮技术革新浪潮。
3d打印发展现状
2020年我国3D打印市场规模超200亿元 全球排名第三
2017-2020年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据2020年3月赛迪顾问发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印产业规模为157.5亿元,同比增加31.1%。经初步统计,2020年中国3D打印规模突破200亿元,约为208亿元。
美国3D打印的产业规模占全球比重40.4%,德国仅次于美国,中国位居第三。作为3D打印起步较晚的中国,近几年,抓紧自主创新和研发,虽然和国外的技术还有一定差距,但也一步步朝着精细化和专业发展。当然,国内巨大的市场潜能,也吸引了不少国外3D打印行业巨头的目光和投资,进一步推动了中国3D打印产业的发展。
3D打印设备占比近45%
根据赛迪顾问(CCID)最新发布的数据显示,2020年,中国3D打印设备产业规模92.54亿元,占比最高,达到44.58%;3D打印服务产业规模64.46亿元,占比31.05%;3D打印材料产业规模50.59亿元,占比24.37%。
多数3D打印机价格在2500美元以上
3D打印机随用途的不用价位也不同,一般商用打印机价位较高,价位为几万到几十万不等;国内购物网站上已经可以购买到廉价的3D打印机价格在3000至5000元不等,并配有快速入门指南、相应软件下载、机器矫正等介绍。随着3D打印技术的应用越来越广泛,各种耗材、打印机的价格必将呈现下降趋势,未来3D打印机完全有可能像传统打印机一样,成为每家每户都买得起、用得上的设备。
3DScienceValley对企业的调查显示,中国市场对于高端的工业级3D打印设备采购占据主流地位,有超过44%的企业采用的10万美金/台以上的工业级3D打印机。
汽车、工业机械与航空航天是主要应用领域
3D打印应用的领域广泛,3D打印在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点,同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。
根据中国增材制造产业联盟统计,在应用领域方面,由于工业机械、汽车制造、航天航空等领域对于构件质量要求、定制化要求较高,因此,我国3D打印应用领域主要集中于工业机械、汽车制造、航天航空等领域,三者合计占比超过50%,其中工业领域应用占比20%,航空航天应用占比18.90%,汽车领域应用占比16.00%。
注:相关官方机构未公布2020年数据,上述数据为中国增材制造产业联盟2018年统计数据,仅供参考
—— 以上数据参考前瞻产业研究院《中国3D打印行业深度调研与投资战略规划分析报告》
3D打印技术可以进入哪些行业,它们的发展前景怎么样呢?
3D打印产业发展至今,已经逐渐成长为可以满足工业生产、实现制造业转型的重点产业。3D打印技术衍生的设计、软件、材料、数字制造等新的产业链,正在逐步优化传统制造,构建全新的制造生态,那么3D打印技术在哪些行业发展潜力大呢?
生物3D打印
生物3D打印指以生物医用材料及细胞为新型离散材料,通过技术设计,快速生产出医疗相关产品。当前,生物3D打印可以划分为4个层次:医疗辅助模型,做人工假体,做组织工程的支架,做活细胞打印和人工器官。预计到2024年,3D打印医疗市场规模将达到96.39亿元。
如果把微孔假体作为载体,还可以把3D打印技术变成4D打印技术,即增加一些药物局部作用、丰富功能,这将成为生物3D打印技术未来发展趋势之一。
铸锻行业
对于铸锻行业而言,制造流程需要铸锻、焊铣分开,需要很多的工序和装备,而且时间长污染大。华中科技大学教授张海欧介绍,通过3D铸锻铣合一制造技术,可以获得比传统锻造更优越的锻造性能。
金属3D打印领域
在金属3D打印领域,目前主要有铺粉和送粉两种模式。铺粉激光选区熔化是由一个模型,经过切片软件输送到机器里,进行选区或者选择性熔化,然后一层一层堆积起来,可以做成内部结构非常复杂的零件,如果将增材和原位减材技术结合起来,将是非常好的发展趋势,实现制造手段的提质增效。
以上就是悟空打印坊为大家介绍的有关3D打印技术在哪些行业发展潜力大的分析,希望可以给大家提供参考。
悟空打印坊是深圳3D打印公司,提供多种材料的3D打印模具手板,3D打印动漫手办,3D打印建筑模型,3D打印人像等打印服务。
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