3D打印相關(guān)概念

（1）概述

3D打印（3D Printing），即增材制造技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種。以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積粘結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機(jī)械加工方式對(duì)原材料進(jìn)行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，通過對(duì)材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機(jī)床和眾多的人力，直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。

（2）發(fā)展歷程

3D打印技術(shù)的核心思想于19世紀(jì)末的美國起源，到20世紀(jì)80年代后期3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用?？芍^是“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)”。

1860年，多照相機(jī)實(shí)體雕塑（Photosculpture）的專利被法國人Franois Willème申請(qǐng)。

1892年，一項(xiàng)采用層合方法制作三維地圖模型的專利技術(shù)在美國登記。

1992年，Stratasys公司推出了第一臺(tái)基于FDM技術(shù)的工業(yè)級(jí)快速成型打印機(jī)。

1993年，美國麻省理工學(xué)院MIT的Emanual Sachs教授發(fā)明了三維打印技術(shù)。1995年，麻省理工的兩名學(xué)生Jim Bredt和Tim Anderson的畢業(yè)論文選題是便捷快速成型技術(shù)。兩人把打印機(jī)墨盒里面的墨水替換成膠水，成功打印出了一些立體的物品。這是3D打印在學(xué)術(shù)上的首次成功嘗試。

1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation公司均各自推出了新一代的快速成型設(shè)備，此后快速成型便有了更加通俗的稱呼──“3D打印”。在此之前為研究領(lǐng)域所接受的名詞是“快速成型”。

進(jìn)入21世紀(jì)，3D打印技術(shù)迅速發(fā)展，2005年，Z Corp.公司推出世界上第一臺(tái)高精度彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510，3D打印由此有了精致的色彩；2009年，Bre Pettis創(chuàng)立了著名的桌面級(jí)3D打印機(jī)公司──Maker Bot，并出售DIY套件，購買者可自行組裝3D打印機(jī)，將3D打印技術(shù)進(jìn)一步推廣開來；2015年，美國Carbon3D公司發(fā)布一種新的光固化技術(shù)——連續(xù)液態(tài)界面制造（Continuous Liquid Interface Production，CLIP），利用氧氣和光連續(xù)地從樹脂材料中逐出模型。將3D打印速度提升了一個(gè)階段，且可以使用部分生物材料。此外，還有許多3D打印技術(shù)在汽車制造、首飾設(shè)計(jì)、食品、藝術(shù)、生物醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域的成功案例。

可以看出，本世紀(jì)大眾思維的轉(zhuǎn)變推動(dòng)了3D打印市場(chǎng)的擴(kuò)大，從而促進(jìn)了3D打印技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

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【技術(shù)篇】：切片算法/路徑規(guī)劃算法/幾何優(yōu)化問題/結(jié)構(gòu)分析

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