文史百科 3D打印机的发展历史是怎样的

Posted 2022-12-18 材料

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起源

3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。

3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一。

据报道，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机，并已将其成功推向市场。

普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。

而这种最新发明的打印机，它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。

未来3D打印机的应用将会更加广泛。

一组不同的3D打印机集合

在此之前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。

他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。

甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上买不到的零部件。

人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。

不过物以稀为贵，一套三维打印机的价格从一般的750美元到上等质量的27000美元不等。

科学家们表示，三维打印机的使用范围还很有限，不过在未来的某一天人们一定可以通过3D打印机打印出更实用的物品。

发展过程

3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。

它的

最早的3d打印机

原理是：把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

打印出的产品，可以即时使用。

在20世纪80年代中期，SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利，项目由DARPA赞助的。

1979年，类似过程由RF Housholder得到专利，但没有被商业化。

1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。

说到3D打印，就不得不提3D打印机：

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

现阶段三维打印机被用来制造样品。

2003年以来三维打印机的销售逐渐扩大，价格也开始下降。

该技术可用于珠宝，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，和许多其他领域。

最早的3D打印出现在上个世纪的80年代，价格极其昂贵且所能打印的产品数量也少得可怜。

编辑本段行业现状

3D打印机发展

1、价格因素：

大多数桌面级3D打印机的售价在2万元人民币左右，一些国内的仿制品价格可以低到6000元。

但是据3D打印机代理商透露，国产的3D打印机虽然价格低，但质量很难保障。

对于桌面级3D打印机来说，由于仅能打印塑料产品，因此使用范围非常有限，而且对于家庭用户来说，3D打印机的使用成本仍然很高。

因为在打印一个物品之前，人们必须会懂得3D建模，然后将数据转换成3D打印机能够读取的格式，最后再进行打印。

2、原材料

3D打印不是一项高深艰难的技术。

它与普通打印的区别就在于打印材料。

以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。

它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。

但是，这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比，还相差甚远。

不仅如此，这些材料的价格便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。

3、社会风险成本

如同核反应既能发电，又能破坏一样。

3D打印技术在初期就让人们看到了一系列隐忧，而未来的发展也会令不少人担心。

如果什么都能彻底复制，想到什么就能制造出什么，听上去很美的同时，也着实让人恐惧。

4.著名的3D打印悖论

3d打印是一层层来制作物品，如果想把物品制作的更精细，则需要每层厚度减小；如果想提高打印速度，则需要增加层厚，而这势必影响产品的精度质量。

若生产同样精度的产品，同传统的大规模工业生产相比，没有成本上的优势，尤其是考虑到时间成本，规模成本之后。

5.整个行业没有标准，难以形成产业链

21世纪3d打印机生产商是百花齐放，如战国时代。

3D打印机缺乏标准，同一个3d模型给不同的打印机打印，所得到的结果是大不相同的。

此外，打印原材料也缺乏标准，2012-2013年3d打印机厂商都想让消费者买自己提供的打印原料，这样他们能获取稳定的收入。

这样做虽然可以理解，毕竟普通打印机也走这一模式，但3d打印机生产商所用的原料一致性太差，从形式到内容千差万别，这让材料生产商很难进入，研发成本和供货风险都很大，难以形成产业链。

表面上是3D打印机捆绑了3D打印材料，事实上却是材料捆绑了打印机，非常不利于降低成本和抵抗风险。

6.意料之外的工序：3d打印前所需的准备工序，打印后的处理工序

很多人可能以为3d打印就是电脑上设计一个模型，不管多复杂的内面，结构，摁一下按钮，3d打印机就能打印一个成品。

这个印象其实不正确。

真正设计一个模型，特别是一个复杂的模型，需要大量的工程，结构方面的知识，需要精细的技巧，并根据具体情况进行调整。

用塑料熔融打印来举例，如果在一个复杂部件内部没有设计合理的支撑，打印的结果很可能是会变形的。

后期的工序也通常避免不了。

媒体将3d打印描述成打印完毕就能直接使用的神器。

可事实上制作完成后还需要一些后续工艺：或打磨，或烧结，或组装，或切割，这些过程通常需要大量的手工工作。

7. 缺乏杀手锏产品及设计

都说3d打印能给人们巨大的生产自由度，能生产前所未有的东西。

可直到2012年，这种“杀手”级别的产品还很少，几乎没有。

做些小规模的饰品，艺术品是可以的，做逆向工程也可以的，但要谈到大规模工业生产，3d打印还不能取代传统的生产方式。

如果3d打印能生产别的工艺所不能生产的产品，而这种产品又能极大提高某些性能，或能极大改善生活的品质，这样或许能更快的促进3d打印机的普及。

可2012-2013年3d打印机这方面并不尽如人意。