3D 打印,學(xué)名增材制造,與傳統(tǒng)減材制造截然不同。傳統(tǒng)減材制造是從一整塊材料中切削、打磨掉多余部分來塑造物體,而 3D 打印則是依據(jù)三維 CAD 數(shù)據(jù),像搭積木一樣,自下而上逐層累加材料,然后構(gòu)建出三維實(shí)體零件。這一獨(dú)特的制造方式,賦予了它諸多傳統(tǒng)制造難以企及的優(yōu)勢,開啟了制造業(yè)的新篇章。其主要原理圍繞分層制造展開。先借助計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件精心雕琢出物體的三維數(shù)字模型,這如同為建造房屋繪制精確藍(lán)圖。接著,運(yùn)用切片軟件將該模型 “切割” 成無數(shù)極薄的二維 “薄片”,詳細(xì)規(guī)劃每一層的形狀與厚度。3D 打印設(shè)備依照這些切片指令,把各類材料(塑料、金屬、陶瓷等)逐層鋪設(shè)、固化或燒結(jié),每一層緊密粘連,層層堆疊直至完成整個物體的塑造。珠寶設(shè)計借助 3D 蠟?zāi)4蛴?,將?fù)雜的鑲嵌圖案快速轉(zhuǎn)化為實(shí)體原型。崇明區(qū)樹脂3D打印模型
直接金屬激光燒結(jié)(DMLS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬材料 “精細(xì)生長” 式制造突破。高功率激光聚焦于金屬粉末產(chǎn)生微觀熔池,通過功率與掃描速度的動態(tài)匹配控制熔池尺寸,使鈦合金、不銹鋼等材料逐層凝固成型。這種創(chuàng)新能制造傳統(tǒng)鍛造無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜金屬構(gòu)件,零件強(qiáng)度達(dá)鍛件的 95% 以上。在航空航天領(lǐng)域,用 DMLS 打印的發(fā)動機(jī)零件實(shí)現(xiàn)減重 30%,同時提升力學(xué)性能。生物 3D 打印突破傳統(tǒng)生物材料成型限制,實(shí)現(xiàn)活性組織的精細(xì)構(gòu)建。將干細(xì)胞與生物相容性水凝膠按預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)沉積,通過溫度、交聯(lián)劑等調(diào)控材料固化,形成仿生支架結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新點(diǎn)在于 “細(xì)胞存活率控制” 技術(shù),打印過程保持細(xì)胞活性超 80%,解決了傳統(tǒng)方法無法精細(xì)控制細(xì)胞分布的難題。目前已能打印厘米級軟骨、皮膚組織模型,為藥物測試與組織修復(fù)提供新工具,推動再生醫(yī)學(xué)發(fā)展。長寧區(qū)高效3D打印應(yīng)用3D 掃描的金屬物體數(shù)據(jù)可直接對接 3D 打印,實(shí)現(xiàn)從掃描到制造的閉環(huán)。
與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,3D 技術(shù)服務(wù)在多個方面存在差異。傳統(tǒng)制造多采用減材制造或等材制造的方式,在材料利用上存在一定的浪費(fèi),而 3D 打印屬于增材制造,需使用必要的材料,能提高材料利用率。在生產(chǎn)靈活性方面,傳統(tǒng)制造需要制作模具,更換產(chǎn)品型號時需重新制作模具,過程繁瑣且成本高;3D 技術(shù)服務(wù)則可直接根據(jù)數(shù)字模型進(jìn)行生產(chǎn),更換產(chǎn)品只需修改數(shù)字模型,靈活性更強(qiáng)。在生產(chǎn)周期上,傳統(tǒng)制造從設(shè)計到成品往往需要較長的時間,尤其是復(fù)雜產(chǎn)品;3D 技術(shù)服務(wù)能將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物,較大縮短生產(chǎn)周期。不過,在大規(guī)模生產(chǎn)時,傳統(tǒng)制造在成本與效率上仍具有一定優(yōu)勢,兩者各有側(cè)重,可相互補(bǔ)充。
3D 顯示技術(shù)讓二維屏幕呈現(xiàn)立體視覺效果,主要分為眼鏡式和裸眼式兩類。眼鏡式 3D 通過偏振光、快門同步等技術(shù),使左右眼接收不同視角畫面,經(jīng)大腦融合產(chǎn)生立體感,常見于 3D 電影、VR 設(shè)備;裸眼 3D 則利用光柵透鏡或指向光源,將畫面投射到不同視場角,實(shí)現(xiàn)無需眼鏡的立體觀看,適用于廣告屏、便攜式設(shè)備。其主要是模擬人眼雙目視差原理,通過優(yōu)化畫面分辨率、視角范圍和亮度,提升立體效果的真實(shí)性與舒適度,降低視覺疲勞。3D 掃描技術(shù)通過光學(xué)、激光等手段捕捉物體表面三維坐標(biāo)信息,將實(shí)物轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型。工作時,掃描儀發(fā)射光線(激光、結(jié)構(gòu)光等)照射物體,傳感器接收反射信號,經(jīng)算法計算得出各點(diǎn)的空間位置。根據(jù)技術(shù)原理可分為激光掃描,精度高、測距遠(yuǎn),適用于大型物體;結(jié)構(gòu)光掃描投射光柵圖案,通過圖案變形分析三維形狀,適合中等尺寸物體;還有攝影測量,通過多視角照片拼接重建三維模型,適合大范圍場景掃描。掃描結(jié)果生成點(diǎn)云數(shù)據(jù),為后續(xù)建模提供精確基礎(chǔ)。影視工業(yè)用 3D 動作捕捉技術(shù),將演員的細(xì)微表情轉(zhuǎn)化為虛擬角色的生動表演。
為了讓客戶更好地掌握 3D 技術(shù)相關(guān)知識與技能,許多 3D 技術(shù)服務(wù)提供商建立了完善的技術(shù)培訓(xùn)體系。培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋 3D 建模軟件的操作、3D 打印設(shè)備的使用與維護(hù)、3D 掃描技術(shù)的應(yīng)用等多個方面。培訓(xùn)方式靈活多樣,包括線下集中培訓(xùn)、線上視頻課程、一對一實(shí)操指導(dǎo)等。針對不同層次的學(xué)員,設(shè)置了從基礎(chǔ)入門到高級進(jìn)階的培訓(xùn)課程,滿足初學(xué)者與專業(yè)技術(shù)人員的不同需求。通過系統(tǒng)的培訓(xùn),客戶能夠更深入地了解 3D 技術(shù),提高自身在 3D 技術(shù)應(yīng)用方面的能力,從而更好地利用 3D 技術(shù)服務(wù)推動自身業(yè)務(wù)的發(fā)展。同時,培訓(xùn)過程中還會結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行講解,讓學(xué)員能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際工作中。3D 掃描的文物數(shù)據(jù)經(jīng)云端共享,讓全球研究者可遠(yuǎn)程精細(xì)觀察歷史藏品細(xì)節(jié)。天津新一代3D逆向工程項目
時尚行業(yè)通過 3D 掃描模特身形,助力定制服裝的數(shù)字化生產(chǎn)流程。崇明區(qū)樹脂3D打印模型
在醫(yī)療行業(yè),3D 技術(shù)服務(wù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過 3D 打印技術(shù),可以制造出高度貼合患者身體結(jié)構(gòu)的定制化假肢、植入物等。例如,為骨骼畸形患者定制的矯形器,能夠精細(xì)適配其病變部位,提供更好的支撐與矯正效果。在教育領(lǐng)域,3D 技術(shù)為教學(xué)帶來了全新的體驗(yàn)。教師可以利用 3D 建模制作出各種復(fù)雜的教學(xué)模型,如人體模型、機(jī)械原理模型等,幫助學(xué)生更直觀地理解抽象的知識。在建筑行業(yè),從建筑設(shè)計階段利用 3D 建模展示建筑外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu),到施工過程中通過 3D 打印制作建筑模型輔助溝通與決策,再到后期利用 3D 掃描對建筑進(jìn)行質(zhì)量檢測,3D 技術(shù)貫穿始終。此外,汽車制造、藝術(shù)創(chuàng)作、文物保護(hù)等眾多行業(yè)也都離不開 3D 技術(shù)服務(wù),它正在重塑各個行業(yè)的發(fā)展模式。崇明區(qū)樹脂3D打印模型