工业打印（精选12篇）
工业打印 篇1
东芝最近宣布了将推出重型工业标签打印机,可以提高生产线的工作效率,还能够减低成本。该标签打印机采用环保技术,通过节省碳带等技术,使机器的功耗降低了40%。其中的东芝B-EX4标签打印机在待机的情况功耗不到9W,大大降低了打印机的功耗与使用成本。
东芝B-EX4配备了自由专利的Snap-in打印头和免工具滚轴,内置自动热敏打印头分辨率检测功能,DHCP地址显示等功能,使打印机在性能方面拥有可靠的保障。
东芝B-EX4很耐用,打印机拥有400万英寸的使用寿命,而且用户可以自行更换免工具滚轴。接口方面东芝B-EX4配备了以太网卡和USB2.0接口,同时可支持并行端口和WLAN功能。东芝新一代工业打印机会为工业领域带来更多的便利,更会应用到更多的领域。
工业打印 篇2
尊敬的企业家：
2015年全球经济增速不容乐观，您是否为企业发展停滞不前，难以取得跨越性的成长而苦恼，是否为企业问题频频，缺乏突破性的出路而惆怅，美好的前景就在眼前，您是否力求快速提升企业竞争力? “中国3D打印创新中心”走在开启企业智能化时代的最前沿，自与青岛市人民政府开展全面战略合作以来，一直致力于采用新的技术手段为青岛的企业带来新的突破，这一突破将大大降低工业企业生产成本、提高生产效率，带来实际经济效益。同时也会领导企业走出目前的困局，百业融汇，获得更多的商业机会。兹定于2015年11月25日下午举办青岛“3D打印+工业企业智能化”峰会。届时，将有权威专家学者、技术指导等众多业内外嘉宾齐聚青岛高新技术产业开发区，围绕年度主题进行战略性、前瞻性研讨。会议具体事宜通知如下：
一、会议主题
青岛“3D打印+工业企业智能化”峰会，邀您一同对话工业领袖，获取最具价值的商业智慧，建立顶级的人脉圈。欢迎大家带着问题到现场进行互动、交流与咨询。
二、会议时间
2015年11月25日(星期三)13：30－17：00
三、会议地点
青岛高新区火炬路100号盘谷创客空间D座中国3D打印创新中心总部青岛3D打印研究院。
四、参会人员
企业负责人、中高层管理人员和技术相关负责人。
五、联系电话
0532—88691198 方瑞
三维打印，成就工业发展之梦 篇3
2016年是“十三五规划”的开局之年，更是中国制造2025战略规划全面启动之年，中央和各级地方政府纷纷启动了支持计划。其中，《北京技术创新行动计划》强调在其组织实施的重大专项中，重点组织实施数字化增材制造创新及产业培育计划。
北京市计算中心（以下简称“计算中心”）在3D打印技术研究和社会化服务方面起步较早、发展较快，拥有国际领先的高精度喷墨型3D打印机和工业级低成本熔融挤压成型3D打印机，最近一两年开始对企业提供高精度、低成本的3D打印解决方案和服务。2016年，计算中心主动配合北京市相关项目规划，开展贯穿全年的“3D打印梦想——2016年3D打印科普行动计划”，旨在推动3D打印技术的深入应用，培养更多应用型人才。为此，本刊记者专程走访了北京市计算中心常务副主任刘彤博士。
智能制造：北京市计算中心作为国内成立最早的计算中心之一，是我国很有影响力的计算机应用服务专业机构，曾经为国内，尤其是在北京地区的计算机技术普及、应用和发展做出了重要贡献，请您介绍一下计算中心的大概情况，主要产品和服务都有哪些？
刘彤：北京市计算中心成立于1973年，是经北京市计划委员会、北京市科教组织批复成立的一所科研服务型事业单位。1984年，北京市成立了北京市科学技术研究院，北京市计算中心划归市科研院管理。2000年，计算中心转制为全民所有制企业，致力于应用计算技术研究和服务。2009年起，计算中心的业务向高性能计算和云计算领域发展。2010年，计算中心开始创建“工业云”服务平台。2011年，经北京市经信委认定，工业云成为北京市“祥云计划”十大重点示范工程项目之一。工业云是面向工业企业，尤其是为制造型中小企业提供产品创新的公共服务平台。它是通过互联网向广大用户提供的一种新型IT服务，涵盖了工业产品计算机辅助研发所需要的各种工具软件。该工业云平台聚集内、外部专家资源，向企业提供工业设计、仿真、数字建模、渲染、培训等线下和在线的延伸服务。2010年到现在，计算中心在全国范围内开展工业云的应用，并将工业云的理念和架构包括它的整体技术体系进行推广。
计算中心的业务领域主要有三个方面，第一个是工业云计算；第二个是面向科研服务的高性能计算；第三个是面向各种服务展开云服务模式的研究和大数据的研究。我们在这三个研究领域之上演化出了智慧工业、智慧健康、智慧文博、智慧互联和智慧学习。目前，在智慧工业和智慧健康领域，我们的服务是能力最强的；在智慧文博领域，我们的服务是最有特色的；在智慧互联、智慧学习领域，我们的服务也在积极地拓展中。
智能制造：在“十三五规划”中智能制造是重头戏，要实现智能制造，工业大数据的分析计算必不可少，请问计算中心在工业云平台和高性能计算方面的工作有哪些？目前有哪些项目取得了较好的成果？
刘彤：计算中心是较早进入智能制造领域的IT技术公司，建成具有代表性的工业云平台，并以云平台为基础，开发了许多细分领域的云服务产品，包括工业仿真设计、数字化验证、3D打印，针对工业领域应用的物联网技术，以及针对物联网收集的数据进行分析加工的相关工作，形成了一定的产品优势。在智能制造行业中，我们不断针对行业应用和社会需求来进行相关关键技术的研发与市场培养。目前我们的“赢在云端”系列产品主要是为中小型企业信息化以及快速提供信息化基础设施的服务（包括主机服务、基础性办公软件和库存管理软件等运行软件的在线服务以及在线提供的设计软件）。另外，在细分领域层面，我们有这样一条“云链”，在不同领域内针对行业的个性化需求，提供包括案例、知识库等资源性服务，可对不同阶段使用的软件进行二次开发，并将这些软件打通。这样通过“云链”汇集资源的使用者和资源的提供者，实现软件资源层面的对接。
智能制造：3D打印技术近几年倍受关注，“北京技术创新行动计划”明确强调北京市组织实施的重大专项中需要开展数字化制造技术创新及产业培育，重点组织实施数字化增材制造（3D打印）创新及产业培育等任务。很多地方对3D打印产业有浓厚的兴趣和很高的积极性，请您介绍下计算中心在3D打印技术和服务方面的优势。
刘彤：计算中心在3D打印领域的优势，首先是客户资源，工业云服务平台运行以来，我们收集和联系到很多不同行业的客户，了解到不同行业、不同体量和不同时期的企业用户以及创业创新组织对3D打印的认识程度和个性化需求，掌握了大量的客户资料。另一方面，3D打印能够缩短产品研发设计周期，能为客户提供开模、验证等“产品实现”方面的帮助。所以我们一直坚持积极地推进这一先进技术，同时为了推动落实”北京技术创新行动计划”，不断拓展3D打印技术的应用领域，从工业领域扩展到消费电子领域，继而在医疗领域也有较大的应用，如用于手术方案的制定、医患交流和特殊案例教学等。应该这样讲，我们是从工业领域开始，但不会止步于此，还会将3D打印技术应用到更多的惠及民生的、与生活息息相关的领域。为此，我们将不断加大推进力度，来实现这一目标。
智能制造：我国当前正处于改革的攻坚期，机遇与挑战并存，国家提出“中国制造2025”战略计划，其中着重强调了增材制造（3D打印）的重要性，然而目前3D打印产业最大的瓶颈是是人才的短缺，而且普通大众对3D打印产业和服务的了解也不够深入，请您介绍一下此次3D打印科普计划行动主要目的？对我国3D打印技术的普及与发展有何积极意义？
刘彤：目前3D打印技术在我国要想取得快速或者突破性的发展，需要解决两个制约性问题，第一个就是人才紧缺，第二个就是普通大众以及制造型企业对这项技术与自己的关系认识得不很充分。我们组织科普活动的目的就是为了解决这两个方面的问题。第一，通过3D打印科普计划行动吸引和培养这方面的人才；第二，通过科普品牌的建设，使得更多的普通大众和企业关注这项技术，并通过这次科普活动能够找到和自身相关的部分。对于老百姓而言，他可能首先对3D打印的医疗服务，如打印假牙，或者打印艺术品感兴趣，同时通过科学原理的宣讲使大家了解这项技术其实并不难以掌握，而且很多的创意想法可以通过这项技术得以实现。对于企业来说，可以深层次地了解这项技术，并惊喜地发现其对工艺技术的改进和工作方法的提升效果巨大。
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智能制造：此次科普行动中重要的一个环节是高校巡讲，让大学生亲身体验3D打印技术的魅力，请问刘主任，我们有没有类似创意竞赛或者技能指导的后续活动，使大学生能更进一步地了解3D打印产业？
刘彤：首先，计算中心作为北京市科委认定的北京市级科普基地，一贯按照科委的要求，坚持“走出去，请进来”的方式举办相关活动。高校巡展实际上就是“走出去”活动的一部分，另外我们也举行了很多“请进来”活动，邀请用户、社会团体和青年学子走进计算中心，体验3D打印以及其他信息技术服务，这次科普活动我们也会继续采取这样的方式，同时，在跟用户以及学员的沟通过程中，了解大家对这项技术或者课程培训体系的需要，然后不断地完善课程内容、下一步将合作的外部资源，包括专家、行业典型案例等。您刚才提出的想法很好，我们后期也会联系一些大型科技园和创客比较集中的区域，比如创客空间等等，举行一些比较有针对性的活动。科普活动的主要目的是让大家学以致用，让做出来的东西跟潜在用户有一定紧密的联系，潜在用户可能是企业或者艺术品设计人员等。所以，我们会逐渐地丰富完善活动内容，让大家在学以致用方面获得更好的体验。
智能制造：未来中小企业的发展将对影响中国制造业产生深刻的影响，目前对3D打印技术有需求的中小企业对产业发展动向非常关心，我们计算中心能给这些中小型企业提供哪些产品和服务以满足其需求？
刘彤：计算中心的定位就是为中小型企业服务，我们能够提供的服务方式和内容除了上面提到的3D打印以外，还围绕云平台本身的服务内容和服务能力来展开，我们将其命名为“产品实现的创新服务”。不论是中小型企业还是创客，只要有产品设计或者改进的想法，就可以把作品放到我们平台上来，利用平台上提供的软件工具、软件创新资源、数据库、案例库、创新方法和背景知识等等。同时计算中心拥有很多研发设计人员，对于客户idea的形成会给予专业的指导，当最后产品设计完成以后通过3D打印或数字化验证实验室对设计方案进一步的验证、成型，所以从产品实现全流程的角度来看，提供平台、工具、专业指导和产品验证就是我们为中小型企业和创客群体提供的产品和服务。
智能制造：请介绍一下北京市计算中心未来的发展规划，如何使更多人享受到云平台、高性能计算给生活带来的方便？
刘彤：云平台的建立，就是为了缩短资源供应者和使用者之间的距离，我们通过整个平台把大家好的创意、好的资源和好的工具（包括现有大型商业软件甚至用户自己编写的软件、算法）在最大范围内发挥作用。这就是我们计算中心作为平台型企业的出发点和我们在“十三五”期间的努力方向，同时，我们通过云平台不断地开发各种大型应用，主要的目的就是使更多人能享受到信息技术所带来的便利，然后开展更多数据服务，收集和分析数据并从中提炼出相应的价值。举例来说，3D打印技术本身就会产生很多过程数据，比如模型的文件等，排除了商业价值因素，其本身也是一种非常有价值的信息，我们把这些模型的数据放到平台上，大家稍微改进后加上自己的创意就可以形成其他产品。在“十三五”期间，我们将不断地构建平台，不断开发平台新的应用功能，不断地布局新的资源格局，使大家在可借鉴的基础上，加快产品研发和创新速度，并保证和提高产品质量。
【采访手记】
采访中，除了计算中心常务副主任的行政管理身份，记者更多地看到了刘彤博士身上技术派和行动派的范儿。在过去几年，北京市计算中心的工业云服务和高性能计算服务产生了巨大的经济效益和社会效益，这种效益体现在对开放网络平台内各种资源的高效利用，以及大幅度降低业务成本等多个方面。2016年启动的3D打印科普活动无疑将是计算中心平台服务发挥更大作用的契机，势必会增强3D打印技术的社会影响力。其实“3D打印梦想”——不仅是北京市计算中心这次科普行动的口号，也是我们对于3D打印技术将给我国制造业，乃至普通人的生活带来精彩变化的美好期许。
工业级3D打印机调研 篇4
3D打印技术 (又称增材制造AM, Additive Manufacturing) , 是一种以数字模型文件为基础, 通过逐层打印可粘合材料的方式来构造三维实体物件的技术, 是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术。它综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学等方面的前沿技术知识, 具有很高的科技含量。作为一种增材制造技术, 3D打印不需机械加工或任何模具, 就能直接从计算机图像数据中生成任何形状的零件, 与传统的减材制造技术 (通过模具、车铣磨等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品) 相比, 能大大缩短企业新产品开发周期, 节约开发成本, 提高企业市场竞争力。目前, 美国和欧洲在3D打印技术的研发及推广应用方面处于领先地位。
我国的3D打印增材制造技术研发起步也较早, 并取得了很大成果。如北京航空航天大学与有关单位合作, 利用激光3D打印技术, 在国际上首次突破飞机钛合金等大型主承力构件激光成型工艺、装备和应用关键技术, 构件综合性能达到或超过锻件, 解决了我国大型装备的瓶颈问题;西北工业大学应用激光3D打印技术解决了3 m高的C919飞机中央翼缘条钛合金结构件的制造问题。
中烟机械技术中心是国产烟机工业产品研发单位, 引领着我国烟机工业的发展, 当前, 3D打印技术被喻为第三次工业革命的重要代表, 为此我们对这项技术进行了密切跟踪, 对工业级的3D打印机进行了行业市场调研, 希望这项制造新技术在烟草机械产品研发中能发挥积极作用, 促进产品的创新设计, 提高开发效率。
1 市场调研情况
为了详细了解工业级3D打印机的发展请况, 我们进行了充分的前期技术调研。通过邀请国外知名3D打印机制造企业的代理商和国内知名3D打印机制造企业来公司介绍3D打印技术发展情况, 安排有关技术人员参加“3D打印技术与未来”高峰论坛, 听取国际、国内3D打印行业顶级专家的介绍及对行业的前景展望, 并到业内知名企业实地考察, 使我们对3D打印技术的特点、制造商以及打印材料有了全面的了解, 现分别介绍如下。
1.1 主流3D打印技术
主流3D打印技术主要包括:SLA光固化成型、FDM熔融沉积成型以及SLS选择性激光烧结。各自特点见表1。
1.2 设备制造商
1) 国内研发、制造代表单位主要有:a.北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司 (依托清华大学) , 优势在熔融沉积成型技术 (FDM) ;b.上海联泰科技有限公司, 优势在光固化成型 (SLA) ;c.陕西恒通智能机器有限公司 (依托西安交通大学) , 优势在选择性激光烧结 (SLS) ;d.武汉滨湖机电技术产业有限公司 (依托华中科技大学) , 优势在选择性激光烧结 (SLS) ;e.北京航空航天大学与西北工业大学, 优势在选择性激光烧结 (SLS) 金属直接制造;f.北京隆源自动成型系统有限公司, 优势在选择性激光烧结 (SLS) ;g.湖南华曙高科技有限责任公司, 优势在选择性激光烧结 (SLS) , 该公司成功研制出我国首台选择性激光烧结 (尼龙) 设备, 成为继3D systems、EOS公司外, 世界上第三家高端选择性激光烧结设备制造商。
2) 国际知名厂商主要有:a.美国的Stratasys公司, 拥有全球51%的市场份额, 优势在熔融沉积成型技术 (FDM) 。b.美国的3D Systems公司, 拥有全球11%的市场份额, 优势在光固化成型 (SLA) 、选择性激光烧结 (SLS) 。c.德国的EOS公司, 全球最大激光3D打印设备制造商, 尤其在工业3D领域具有显著优势。
目前, 国内外3D打印设备技术与功能差别不大, 但国外知名企业的工业级3D打印设备价格普遍比国产价格高出0.5~1倍, 而且很多设备还只能使用设备制造商指定的打印材料。相对而言, 国产设备具有价格优势, 如湖南华曙高科技有限责任公司生产的选择性激光烧结 (尼龙) 设备, 既能打印国产材料也能打印进口材料, 但价格不到EOS公司同类产品的1/2。
1.3 工业用3D打印材料情况
3D打印材料发展很快, 品种也越来越丰富。除传统的ABS塑料、光敏树脂、蜡、树脂砂、覆膜砂、石膏、橡胶等相对比较便宜的材料, 新的3D打印材料不断涌现, 如高分子材料 (各种尼龙、聚丙烯等) 、铝材料、钛合金、镍基高温合金、钴铬合金、模具钢、不锈钢、铝合金等, 还有陶瓷粉以及各种混合材料 (如:尼龙+玻璃纤维、尼龙+碳纤维、尼龙+矿物纤维、尼龙+玻璃微珠、尼龙+铝粉、尼龙+铜粉等+铝粉) 等, 数量已从过去的100多种扩展到1000多种。目前3D打印材料主要由Stratasys、3D Systems以及EOS公司开发, 并且受专利保护。国产3D打印材料相对较少, 许多材料还依赖进口, 价格相对高昂。目前, 3D打印材料的介绍相对较少, 只有少数知名企业如:德国EOS、美国Stratasys、湖南华曙高科等有打印材料介绍, 其中德国EOS公司与湖南华曙高科打印材料的技术指标和力学性能等相关参数最为全面。
2 工业级3D打印机的应用情况
3D打印已广泛服务于汽车、航空航天、军事、家用电气、医疗、房地产、教学科研等领域。目前, 3D打印直接生产零件约为19.2%。工业级的3D打印机主要有以下应用:
1) 快速制造铸造模型。3D打印成型过程与零件复杂程度无关, 能实现任意复杂形状零件原型的制造, 因此特别适合于结构极其复杂的零件。比如, 通过与铸造技术结合, 利用SLS技术直接打印模型 (也叫原型件) , 能快速铸造出汽车发动机缸体、缸盖、进排气管以及水泵的叶轮、泵体、蜗壳等复杂零部件, 大大缩短了设计制造周期。
2) 制造复杂零件。某些产品形状复杂、可靠性要求高, 其定型往往需要多次的设计、测试和改进, 耗资大, 耗时长, 传统方法难以制造, 用3D打印能很好地解决此难题。
3) 制造具有材料梯度、结构梯度的零件。把几个零件的功能合而为一个零件, 简化装备的结构设计。
4) 打印装配件。用以验证产品的外观造型、零件装配关系, 进行干涉检验、设计评价或功能试验, 检验产品的可制造性和可装配性。
5) 贵而难加工的材料, 大而复杂的高性能整体构件。工艺过程为:零件数模+金属粉→专用3D打印机→高性能构件精坯→少量机加→最终高性能构件。无需大型锻造设备及大型锻压模具。材料利用率高, 加工时间短、成本低、周期短。省去了铸锭、开坯、锻造、粗加工等传统工序。
6) 广泛用于快速制作模具、样品等。
3 打印零部件情况
以选择性激光烧结尼龙设备为例, 打印过程一般为:零件CAD数字模型→粉末预热 (2~4 h) →打印烧结→冷却 (2~4 h) →清粉→喷砂→打磨、抛光→成品。
我们分别用国产选择性激光烧结设备和德国EOS生产的塑料激光烧结系统打印了几个尼龙材料零件, 并进行了分析比较。发现国产设备与德国EOS生产的设备打印精度差距不大, 国产设备精度略低, 外观质量略差。国产设备精度略低的重要原因是国产打印材料比进口打印材料粉末颗粒略大, 纯度略低。打印样件测试表明, 无论是国产设备还是进口设备, 制件精度大多难以达到±0.1 mm, 而且打印的细长件有变形产生。
4 分析与结论
分析表明, 3D打印技术具有以下特点:
1) 数字化制造, 结构设计、零件制造一体化, 可以制造任意复杂形状的零件, 零件的结构与形状无限制, 制造复杂物品不增加成本。
2) 从CAD模型直接到零件, 无模具无工装, 不需编程和机械加工 (或少量机械加工) , 用材料添加的方法直接制造零件, 没有复杂程度的限制 (传统的制造业最核心的一个环节就是要造模, 很多高端产品能够设计出来, 但是生产不出来成品, 原因就出在造模环节) 。
3) 从CAD设计到原型零件制成, 一般只需几个小时至几十个小时, 速度比传统的成型方法快得多, 成型过程无需专用夹具或工具, 无需人员干预。
4) 可以现场打印零件, 减少长途运输的成本, 可防止由于外协制造而引起的技术资料泄密。
3D打印目前用得比较多的为非金属烧结成型, 以塑料、覆膜砂、尼龙等为主, 成品的物理特性、精度还不尽人意。金属零件成形时温度很高, 成形的零件应力较大, 尺寸不稳定容易变形, 产品表面较粗糙, 需要有后续处理与加工才能使用, 成型尺寸一般都比较小。3D打印技术的发展与粉末密切相关, 材料越细, 每一层就更薄, 做出来的零件精度就越高 (由于受打印机工作原理的限制, 打印速度相应地会越慢) 。现在的3D打印机, 粉末最薄的厚度约为0.025 mm, 成型精度为±0.1 mm, 虽然能较好地满足一般的工程需求, 但对机械行业而言精度还远远不够, 对于有配合要求的尺寸, 需要后续加工。另外, 某些无法装配的不合理结构, 3D打印同样能制造出来, 难以通过3D打印发现其设计缺陷。
3D打印是一种变革性的制造新技术, 发展潜力巨大, 但由于受到材料成本高、成型精度低、制造效率差等条件的制约, 指望3D打印代替传统制造业是不现实的, 与传统产业相结合才是3D打印行业的出路。它不会取代传统制造技术, 而是跟传统技术相结合。未来3D打印的发展趋势应该是:工艺和技术基本成熟, 打印材料丰富多样, 应用范围将更加广泛, 打印速度更快, 打印材料会更便宜。提高成品的表面质量、力学和物理性能, 以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料以及金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的热点之一。
工业级3D打印机能以最快的速度将设计思想转变为产品原型或直接制造零件, 从而对产品设计进行快速制造、评估测试与优化。通过工业级3D打印机, 真正使设计想得到制造就能做得到, 这有利于企业从制造走向创造, 从而极大地促进产品的创新设计。考虑到3D打印技术目前还在快速发展中, 中烟机械技术中心将继续跟踪3D打印技术的发展, 根据需要随时采用委托方式到有关3D打印服务中心打印零部件, 通过对打印成品的验收来验证打印技术的发展, 在条件更加成熟时配备3D打印机。
摘要：随着3D打印技术的飞速发展, 在工业、电子、军事、航空航天、医疗、建筑等领域的应用日益广泛, 文中着重介绍了工业级3D打印机及3D打印材料在工业领域的应用情况。
工业打印 篇5
【摘要】3D打印技术作为一种新的快速成型技术，其与工业设计工作的结合，在很大程度上提升了工业产品制造水平，满足了市场经济形势下，工业生产加工的客观要求，构建起现代化的工业生产机制。文章以3D打印与模具制造为研究重点，从多个维度出发，对二者进行对比分析，推动工业设计以及加工活动的有序进行，促进产业机构的优化以及链条的完整。
【关键词】工业设计;模具制造;3D打印;对比
1引言
3D诞生于20世纪90年代中期，其虽然与普通打印机的工作原理基本相同，在实际运行的过程中，将数字模型作为基本框架，通过对粉末状金属以及塑料等粘合材料的科学高效使用，实现了物体的逐层打印。随着3D打印技术在打印材料、运行软件逐步成熟，加工成本的有效控制，使得3D打印技术被逐步引入到模具制造、工业设计、汽车制造、航空航天等诸多领域，促进了产业结构的优化，满足了经济新常态下，工业发展对于3D打印技术的客观使用需求。同时3D打印技术在实践中的应用也使得工业设计体系下的模具制造产业发生了根本性的变化，为了进一步发挥3D技术自身的技术优势，推动其在模具制造中的科学高效应用，文章全面分析3D打印技术对工业设计流程的影响，并以此为基础，实现模具制造与3D打印的准确对比，为其在实践中的有效应用提供了必要的参考。
23D打印技术对工业设计流程的影响
3D打印技术在工业设计领域中的实践，使得传统的`模具制造操作流程发生了革命性的变化，以3D打印技术为起点，使得设计工作由二维转化为三维，这种设计角度的变化，对于工业设计工作而言有着最为直接的影响[1]。现阶段，我国工业产品大多经历设计-生产-销售-回收等几大流程，3D打印技术的产生与完善，使得传统的工业产品设计加工流程发生了一定的变化，产品生产与销售顺序将会发生转变，产品在完成基本的外观设计值周，还需要根据消费者的个性化需求，对产品的外观进行调整，实现工业生产的个性化与多样化。基于这种情况，3D打印技术模式下，产品工业生产流程将会转变为：个性化工业设计-功能模拟-虚拟销售-生产加工-交付使用。这种生产流程减少了不必要的费用支出，节约了工业设计、生产成本，其对于整个工业体系的现代化有着十分深远的影响[2]。
33D打印技术与模具制造对比分析
现阶段，我国工业生产产品在制造的过程中，主要以模具制造为技术框架，通过对模具制造技术优势的全面挖掘，满足了工业生产的基本要求。但是从实际情况来看，模具制造技术成本较高，且具有一定的操作难度，随着个性化消费方式的崛起，不同的消费者对于工业产品会有着更为多样的使用需求，这就导致模具制造技术需要耗费大量的时间进行模具的设计、制造，模具制造的准确性以及成本的可控性越来越难以得到有效控制，因此模具制造技术越来越难以满足市场经济环境下工业设计以及加工活动的客观需求。同时模具制造技术的风险可控性较差，一旦无法保证产品生产数量，将会大大增加企业面临的经营风险，承受较大的经济损失[3]。而3D打印技术在工业设计中的实现，凭借自身的技术优势，可以对设计环节进行优化，从而缩短设计周期，降低工业设计过程中所面临的成本风险，对于整个工业设计活动而言有着关键性的影响。3D打印技术可以进行工业产品的小规模生产与市场投放，通过对市场反应的收集，对设计活动进行相对应的调整，最终构建起现代化的工业设计方式，借助于3D打印技术，使得工业设计工作的弹性得到提升，能够充分满足市场经济环境下，工业生产的基本要求，为加工制造企业的健康快速发展创造了极为有利的条件。同时3D打印技术对模具制造技术的调整，使得模具制造技术的适应性得到增强，为后续工作的开展创造了条件[4]。3D打印技术降低了工业设计的难度，使得设计人员在短时间内能够根据使用者的个性化需求，对设计细节进行调整，完成一系列的设计工作，有效控制设计工作的成本，减少了不必要的成本支出。同时由于更多现代技术的加入，极大丰富了工业设计元素，实现了我国工业设计的现代化，为后续工作的开展提供了必要的参考,以3D打印技术为契机，设计企业的运行模式发展转变，有效适应现代化社会对于企业生产模式的客观要求，对于企业而言有着深远的影响。
4结语
工业设计体系下模具制造与3D打印技术对比分析的开展，对于推动我国工业设计能力的提升、模具制造能力的优化以及3D打印技术技术的成熟有着十分中深远的影响。文章全面分析3D打印技术对工业设计工作的影响，并以此为基础，对模具制造技术与3D打印技术进行横向对比，逐步明确3D打印技术在工业设计领域的优势，为后续工业设计活动的科学高效开展创造了条件。
【参考文献】
[1]李建美.工业设计下模具制造与3D打印的对比分析[J].科技与创新，(8)：9-99.
[2]张昊.工业设计下3D打印与传统模具的互补生存研究[J].工艺科技，，29(12)：78-79.
[3]祁娜，张珣，贾铁梅，李小军.论工业设计应用3D打印技术的机遇与研究趋势[J].工业设计研究，2016(11)：67-68.
工业打印 篇6
新型打印机带来了重大突破，实现了更高的图像质量、应用的多样性、工业级生产效率和最佳的单页成本。毫无疑问，这将为当前大量数字印刷公司提供强大的竞争优势。惠普在2013上海国际广告技术设备展览会的W1-037展台公开展示其HP Latex 3000打印机，这是该机型在亚太及日本地区的首次公开亮相。
“为了保持竞争力，广告与标识印刷公司正不断寻求发展业务的新途径，专注于某个核心领域向多样化应用发展。”惠普亚太及日本地区打印与信息产品集团副总裁，图形印艺解决方案事业部总经理Gido van Praag表示，“惠普全新数字印刷平台突破性地在保持工业级印刷速度的基础上提高了印刷质量，并提升了应用的多样性，令我们的客户更加自信地拓展新市场并战略性地发展服务业务。”
带领印刷公司抓住大幅面图形印艺新机遇
作为奢侈零售品牌的图形服务供应商，上海康达喷画有限公司是中国首家配置HP Latex 3000打印机的客户，借助Latex 3000帮助其实现工业级的生产效率。该公司还计划利用这台印刷机无与伦比的媒体多样性拓展新的客户应用领域。
“在过去7年里，我们一直是惠普公司的忠实客户并受益于惠普的技术。我们生产了大量的室内展板，客户对HP Latex的环保性能的认可度很高，这也是为什么我们能这么快就决定采购全新HP Latex 3000打印机，帮助我们提高生产效率。”上海康达喷画有限公司总经理孙浩表示。
Active Display Group是澳大利亚最大的POS广告与标识公司，它也选择HP Latex 3000打印机，作为其卷轴式生产设备中环保性方案的唯一选择。Latex 3000还将帮助该公司为市场提供更丰富的产品和功能。Active Display也是亚太地区首个订购全新HP S&D FB10000工业打印机的客户，这将在其丝网印刷线的基础上进一步提高生产力，并帮助该公司拓展瓦楞纸包装领域。
“在技术创新上的持续投资是我们业务发展的基础，这帮助我们从小型家族标识企业成长为澳大利亚领先的POS广告和标识公司。全新的惠普工业打印平台将为工作整合带来更高的产量，并将大大增强我们的环保性能。”Active Display Group公司运营总监Stuart Gittus表示。
ABC Photosigns公司是澳大利亚一家领先的房地产标识提供商，也是澳大利亚首家安装HP Latex 3000的公司。Latex3000可帮助该公司为客户提供种类更多、质量更高、价格更低的印刷服务，同时，也让其完成从普通溶剂墨水向安全的HP Latex墨水的平稳过渡，创造更高的利润。
新西兰公司Juggernaut Graphics是另外一家坚持在技术上投资的公司，他们坚信技术会带来更多的创新方案，这将为业务的持续发展提供平台。
Juggernaut Graphics公司董事总经理Ross Duffus表示：“我们看到了在新西兰首个安装HP Latex 3000打印机将带来的机会。新的打印机将为我们带来更多的应用可能，特别是在展会和纺织物市场上。同时它也印证了我们的宗旨，就是要以强大的技术投资，来满足客户不断变化的需求。”
泰国领先的街道家具和展示广告供应商QAdvertising Co.， Ltd.因为使用尖端科技、奉行更高的环保标准而受到认可。公司的格言是“质量创造卓越”，而使用对环境友好的墨水和材料正是这一格言的最佳体现。HP Latex 3000帮助该公司进一步践行这一格言，也呼应了其“Go Green”的市场增长计划。
“我们的行业声誉是依托在最高的广告展示质量、最快的周转时间和最具竞争力的价格的基础上，HP Latex 3000一台机器就满足了上述三方面的需求。”Q -Advertising Co.，Ltd的所有者ChuraipornWijackanawong女士说。
在产品以外的解决方案
为了帮助客户在他们各自的领域取得成功，惠普还关注产品外的解决方案，致力于打造以图形印艺技术为核心的生态系统。今天，惠普即宣布几项新支持，帮助客户抓住标识和广告领域的新的商业增长机遇。
2 0 1 3年1 1月，惠普将推出“Application Academy”，这是一个向新老客户免费提供的一次性定制化网上培训项目，目标是帮助区域性的印刷公司增加应用知识，实现更高的商业回报。该计划包括了解客户现有的知识差距，并量体裁衣地提供培训，从而帮助他们在商业上取得进步。
惠普还在扩展其“媒介认证项目M e d i a Certification Program”，从而让HP Latex墨水能够覆盖亚太地区更多的第三方媒介提供商，为HP Latex印刷技术使用者提供更多选择。通过流程化媒介选择过程、识别经过HP Latex墨水和打印机测试后最合适的基材，让惠普用户轻松选出正确的媒介材质，包括基于ColorPRO技术的媒介。获得认可的基材将会在“媒介解决方案定位器（media solutions locator）中标上“经HP Latex墨水认证”的标记。
为帮助客户从HP Latex的投资中获得最大收益，惠普将于每个在2013年7月10 ～31日在亚太和日本地区购买HP Latex 3000和HP Latex 850打印机的客户提供针对3天或5天的“色彩管理项目”20%的折扣。
每个在2013年7月10 ～31日购买HP Latex 210或260打印机所配备的“惠普关怀套装（HP Care Pack）”的中国客户还将享受一个补充性的免费“维护更换服务”。这一“维护更换服务”可以更好地维护HP Latex打印机，确保其打印质量。当打印机的显示面板提醒用户要更换维护套装时，用户只需致电惠普客户关怀中心（HP Customer Care center）预约时间，一名训练有素的惠普技术人员就会上门更换套装、清理打印机并提供一个保持印刷质量所需的行动清单。这项服务通常是需要单独收费的。
工业打印 篇7
1 计算机辅助工业设计
计算机辅助工业设计简称CAID, CAID是Computer Aided Industrial Design四个英语单词的首字母, 计算机辅助工业设计是依托现代信息化技术, 利用计算机辅助工业设计, 主要是为了提高工业设计的效率, 适应现代信息技术发展需求。计算机辅助设计主要针对工业设计领域创造性活动, 它是工业设计和计算机技术的有效结合。与传统的工业设计相比, 计算机辅助工业设计无论是在设计质量、设计方法和设计效率都发生了变化, 计算机辅助工业设计涉及了AI、VR、多媒体、模糊技术、人机工程等多门信息技术, 是一门综合性的学科。一个产品从设计到研发, 大致要经过市场调研、设计定位、设计草图、效果图、产品模型、实物模型, 生产等环节。在设计过程中, 产品的可视化是很重要的, 在这个阶段需要计算机辅助工业设计。比如利用图形图像制作软件Illustrator、Photoshop、Coreldraw等进行绘制, 制作产品平面效果展示图, 也就是产品的二维效果, 产品的三维效果需要3DMax、AE等软件来设计, 模型制作以后, 在软件中将其渲染成三维效果图。产品的数据模型则需要工程软件CATIA、Solid Works等来完成, 数据模型制作好以后, 产品就可以直接进入到生产阶段了。从产品的设计到表现形式, 都需要计算机软件进行辅助, 这种方式能够节省产品设计和制作模型的时间, 可以直接向客户展现产品的效果图。近年来, 随着计算机技术的进步, 越来越多的制图软件和三维软件应用在工业设计上, 然而这对工业设计师提出了更高的要求, 设计师不仅要掌握手工绘制的基础技能, 还要学会这些制图软件。
2 3D打印技术
3D打印是目前市场上比较通俗的叫法, 它的专业名应该叫做添加制造, 之所以被大家成为打印技术, 是因为3D打印技术分层加工的过程和喷墨打印很相似。美国的3D Systems公司在1987年制作了世界上第一台3D打印机, 直到近年来3D打印技术成为人们关注的热点。3D打印技术其实是以数字模型文件为基础, 利用塑料或者粉末状金属作为粘合材料, 然后逐层打印出立体的实物。3D打印在工业设计中的主要作用是模型的设计, 随着3D打印的发展, 3D技术逐渐在航天航空、汽车制造、珠宝设计、工业设计、医疗、教育等领域。目前而言, 3D打印技术应用最多的领域还是工业设计。传统的工业设计最后环节, 为了测试产品的性能和设计的合理性, 需要建立一个手扳模型, 建立一个扳手模型通常需要一个星期的时间, 价格从几千到上万不等, 制作出来的模型精确度还无法达到产品的生产要求。而利用3D打印技术, 只需要一台3D打印机和模型的相关材料, 就可以快速打印出一个产品的模型, 从而大大提高产品设计研发的周期, 提高设计的效率。随着3D打印技术的发展, 3D打印机的价格越来越便宜, 很多学校和企业都可以购置一台3D打印机。目前消费类的3D打印机价格大概在2万元左右。截止2016年10月30日, 全球3D打印机的出货量达到了455772台, 比2015年219186台整整提升了一倍。3D打印技术被越来越多的人接受, 被广泛在不同的领域。2016年武汉华夏理工学院工程院为该院的学生宿舍购置了3D打印机, 学生可以在3D打印机上打印钥匙扣、笔筒等个性化产品, 还可以自主设计和自主打印。
3 3D打印技术和工业设计的关系
计算机辅助工业设计和3D打印技术是相辅相成的, 计算机辅助工业设计为3D打印技术提供精确的数据资料, 而3D打印技术则用计算机辅助工业设计从效果图直接变成了实物, 随着未来3D打印技术的发展, 3D打印技术将应用在更多的领域。比如3D打印技术改善人类居住的居住环境, 可以打印房子, 利用3D打印打印人体器官, 解决目前医学上捐献器官的难题。3D打印的进步将极大地改变我们的生活方式。
4 结语
随着人工智能、信息技术的进步, 计算机智能化、自动化的发展, 未来设计师不需要再去学习各种软件, 计算机就能够更好地呈现设计师的创意和想法, 这样有利于设计师更好地投入到设计中。3D打印技术能够缩短产品的设计周期, 提高设计的效率。
参考文献
[1]程远.基于计算机辅助工业设计的汽车造型的人性化设计[J].贵州大学学报 (自然科学版) , 2014, 31 (01) :123-125.
[2]白珍, 陈登凯, 冯强等.实践环节教学改革探索——以计算机辅助工业设计为例[J].大学教育, 2014 (04) :105-107.
工业打印 篇8
3D打印, 是近几年在工业领域炙手可热的一项新的制造技术。英国《经济学人》杂志认为3D打印可以与蒸汽机和电力的发明相提并论, 是第三次工业革命最具标志性的生产工具, 将对社会多个行业和领域带来深刻影响。与此同时3D打印的维度也在不断地扩展, 在2015年的CES大会上, Nervous System运用4D打印技术打印的“运动学连衣裙”, 赋予了打印成型的物品第四维度——适应性, 让打印产品有了时间维度上的拓展, 从而带来更加舒适的效果。5D打印就是指打印活性材料, 比如麻省理工设计了“星际游客盛装”系列服装, 服装设计了带有内部腔体的3D打印的血管结构, 然后他们将具有生命特征的元素嵌入到这些腔体中, 赋予了打印产品孕育新机体的能力实现了更多维的拓展。
二、3D打印技术在教育领域的研发现状
基于3D打印技术的良好发展前景和应用创新空间, 针对3D打印的教育应用具有重要的探索意义。英国教育部开展了一项为期一年的试验项目, 以21个学校为试点, 将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中, 探索3D打印的教学应用, 推动教学创新。各发达国家对于3D打印的教育科研也都相继推出了各具特色的实验项目。
国内以清华大学为首的部分著名高校, 部分研究成果已处于世界先进水平。北京航空航天大学大力开展3D打印技术的产学研合作, 与中航工业集团共同组建了中航天地激光科技有限公司成果产业化基地, 其研发成果使我国成为目前世界上唯一利用激光快速成形技术生产飞机钛合金大型主承力结构件, 并实现装机应用的国家, 实现了3D打印在航空领域创新应用。华中科技大学分别与湖北滨湖机电合作进行了3D打印研究并产业化运作。这些高校主要针对3D打印设备、材料、技术进行研发, 并将研发成果与企业合作进行产业化。2近两年大部分工程工业类高校均已购买3D打印机作为教学设备。西安交大应用3D打印技术, 进行医学与制造业的跨界设计, 制作了部分骨骼产品植入人体获得了良好的医疗效果。由此看来, 部分著名高校已经把3D打印作为重要的科研设备, 在航空航天、机械制造、产品研发等方面取得了显著成效, 并且致力于生物医学等方面的研发。与此同时, 3D在工业设计教育领域的应用稍显空白。
三、3D打印技术在于工业设计教育中的应用思索
3D打印技术已经大量应用于设计行业, 产业发展的同时, 教学科研的前端研究应与时俱进积极应对。许多民间设计师、设计组织都纷纷对3D打印技术在设计领域的应用进行了实验性的尝试。如:2014年度的“晒上海”展览由生活在上海的19位设计师围绕主题“竹+3D打印”进行了一系列的设计尝试, 获得了一致的好评。而在设计相关专业已有部分高校把3D打印作为重点研究方向, 取得了阶段性的成果。如2014年12月底, 山东工艺美院举办的“3D打印工作坊”是其学校的名校工程项目的成果汇报展览, 其中汇集了数字艺术、动漫设计、陶瓷设计、旅游产品设计等不同专业的学生作品。这都是好的开端, 值得我们去更为深入的思索研究加应用。
以下笔者就3D打印技术在工业设计教育中的应用意义做了一些思考:
1.将3D打印技术引入到工业设计教学, 突破了以往加工工艺的大量局限性条件, 有利于学生在设计的构想过程中有更大的自由空间, 能更加“天马行空”的发挥创意。
2.针对单独的专业设计课程来说3D打印技术在教学中的使用可以减少产品设计研发的周期, 大大减少以往在设计过程中的模型制作与修改的过程;可以减少产品设计讨论过程中的沟通障碍, 让以往电脑中的虚拟模型更为成为可以看可以摸得实体;可以跟好的通过实际的模拟增加产品可行性评估与验证的可靠性。
3.将3D打印设备置入学生的提供了丰富的“做的经验”。学习者使用3D打印机通过计算机辅助三维软件设计建模到打印出产品, 获得了有目的的直接设计生产经验, 这些具体经验对学习者的学习提供了直接的感性认识。在方案展示与交流的过程中3D打印作品通过演示和展览等方式, 使学生获得“观察的经验”, 实现学生在设计过程中的深度参与, 从而改善教学效果。3D打印将抽象概念和设计引入现实世界, 对教学内容中的某些抽象概念或科学过程进行可视化展现, 能够更好地发挥“抽象的经验”在设计应用中的作用, 使学生获得更多的认知体验, 提高思维能力。最终是学生的学习形成了立体坚实的“经验之塔”。
4.积极搭建产学研一体3D打印创新平台是可持续发展之路。有利于更好地进行实验性项目的设计研究, 开展丰富的设计跨界研发。由于3D打印技术的广阔应用前景, 以及工业设计学科设计范围“小到一根针, 大到直升飞机”的广泛适应性, 他们的有机结合可以涉及到很多产业的创新, 如美容业的3D定制, 可以通过扫描模拟更精确的定制你想要的鼻子或者胸部;医学实现5D的打印产品, 让打印的人体器官可以在身体内继续良好的运作;在时尚领域能够进行更加具有个性化的产品设计与定制;在食品行业, 可以打印出各式各样的食物造型, 实现味觉美和视觉美的统一等。
四、结语
总而言之, 3D打印不是传统技术的终结者, 但3D打印技术是生产技术发展最具应用价值的新领域。工业设计是与科学技术的发展紧密相连的学科, 所以我们要了解3D打印技术, 学习3D打印技术, 有创新有规划的应用好3D打印技术。
参考文献
工业打印 篇9
关键词：3D打印技术,工业设计专业,教学应用
3D打印技术的产生与应用有利于促进相关专业与行业的进一步发展, 高等院校的工业设计专业意在培养具有高素质、高专业技能的工业设计人才, 而3D打印技术在教学中的引入对人才的培养有着极大的推动作用, 高校在教学中应当对该技术的应用予以重视, 努力提高教学水平, 使学生的能力与素质能够得到有效的提升, 为我国工业设计行业提供不竭的人才支持。
一、3D打印在高等院校教学中的应用现状
3D打印的优势在于快速成型以及增材制造, 3D打印设备能够以三维数据图为依据将图纸上的设计制作成为实物, 立体地展示出来。高校是工业设计人才培养的重要场所, 为了提高教学效率, 使人才的能力与素质能够满足市场的需求, 很多高校都开始引进3D打印设备, 并将其应用到实际的教学活动中。我国的3D打印技术尚处于初级阶段, 技术、设备的研究仍不成熟, 3D打印在高校教学中的引入, 一方面是为了促进教学工作的展开, 另一方面也是为了加快3D打印技术的研究。华中科技大学、清华大学、北京航空航天大学等高校都有专门进行3D打印技术研究的机构, 且其水平较高。很多高校还与企业合作, 将自己的研发成果供与企业生产。机械制造、航空航天、产品研发等领域都可应用到该技术, 因此, 相关的工业设计专业应当在教学中引入3D打印设备, 以开拓学生的视野, 提高学生的实践能力, 增强学生就业竞争力。但是在教学应用的过程中也暴露出了一定的问题, 首先, 3D打印具有一定的局限性, 例如其模型规模最大仅能达到1.8米, 如果在课堂上需要生产设计一些大型的交通工具模型, 仅凭3D打印技术是无法完成的;其次, 由于我国在相关方面的研究仍然处于初级阶段, 因此技术成本、设备成本均相对较高, 高校的经济收入有限, 这种情况使高校难以大范围地将3D打印技术与设备投入到教学实践中;再次, 3D打印可应用的领域较多, 由于不同领域的需求不同, 因此3D打印设备也存在类型、型号等方面的差异, 而高校一般引进的技术设备都较为单一, 这种情况对教学效果有一定的影响。
二、3D打印应用于工业设计专业教学的意义
1.提高学生的基础理论素质。工业设计专业具有较强的综合性, 其涵盖的范围广, 技术难度大, 学科交叉明显, 而3D打印技术兼具材料科学、控制技术、机械技术、光学工程、计算机技术等内容于一体, 在教学中应用这一技术能够加深学生对专业知识的感知与了解, 学习3D打印技术能够拓展学生视野, 扩充学生的知识结构, 提高学生的综合素质。社会的发展离不开人才的支持, 具有实践能力固然重要, 但是学生同样应当具备与自身能力相匹配的理论素质。学生只有同时具备软件操作能力以及设计知识才能够熟练地对设备进行操作, 因此将3D打印技术的相关知识纳入到工业设计专业的学科体系建设中是十分必要且重要的, 对这一技术的学习能够提升学生的理论素质, 提高学生的综合能力。增加学生的知识储备是3D打印技术在教学中应用的基本出发点。
2.提高学生的实践操作能力。在传统的工业设计专业教学中, 理论讲述是重点, 关于模型设计的内容大多通过单纯的讲解或者二维图像展现给学生, 在实践操作课程中, 教师仅能够指导学生制作简单的模型, 而对于内部结构复杂的模型, 学生仅能通过自己的想象进行理解, 这种教学方法禁锢了学生的思维, 不利于学生创造思维与设计能力的提升。而3D打印技术可根据图纸以及相关数据将实物模型展示出来, 保证一次成型, 不会受到模型结构复杂等问题的影响。在教学过程中学生可以充分发挥想象, 设计产品, 并利用3D打印机将自己的想法变为现实, 这种教学方式能够拓展学生的思维, 提高学生的创造力与想象力。学生在专业课程的学习中能够亲身实践, 自主设计产品方案, 在利用3D打印技术进行试验的过程中, 学生能够发现设计方案中的不足并有针对性地对方案进行改进, 直到设计完全符合要求与标准, 这种反复修改的过程能够提高学生在实践设计中的科学性与严谨性。
3.推动产学研模式的发展。工业设计专业的教学安排应当以当前市场的需求为依据, 高校应当关注相关行业与产业的发展动向, 很多高校都开始逐渐意识到校企合作的重要性, 并与周围的企业展开了密切的合作, 即努力建立产学研模式, 促进人才、高校、企业的全面发展。3D打印技术的应用为产学研一体化教学模式的展开提供的有利的条件, 这一技术在未来工业制造发展中起着重要的引领作用, 无论是企业还是高校都应当认识到这一发展趋势, 但是当前3D打印设备的成本较高, 企业若想将其用于生产, 资金投入将达到几十万, 甚至是几百万, 这对企业来说是不利的, 而当前很多高校不仅有丰富的人才资源, 同时还具有先进的3D打印设备, 二者的结合将促进产学研模式的深入完善。学生可以利用3D打印机将自己的设计想法展示出来, 企业择取最优方案投入生产实践。总的来说, 3D打印技术在高校的应用能够促进高校、人才与企业的共同发展, 提高产学研的水平。
三、推动3D打印广泛用于工业设计专业教学的途径
1.将手工制作与3D打印结合起来。3D打印虽然具有成型迅速等优势, 但是在实际的教学过程中, 课堂所需的实物模型有大有小, 而学校引进的打印设备较为单一, 仅能满足对某一个尺寸或某几个尺寸的需求, 过大的模型是无法通过3D打印展示出来的, 因此在课堂教学中还应当对手工制作模型予以足够的重视, 在手工制作中, 学生能够切实体会模型制作的问题与不足, 而3D模型则能够对复杂结构予以展示, 两种模型制作方法的综合运用能够使学生的动手能力与思维能力得到全面的提升。
2.应用于教具开发。3D打印技术十分适合应用在自主研发和小规模生产环节。在高职院校工业设计教学中, 很多课程在授课过程中都需要使用实物教具, 以加深学生对知识的理解。但是, 大多数教具都需要根据教学内容加以定制, 很难在市场中采购到。例如, 《设计概论》课程中需要设计史上著名的设计作品的实物教具;《机械制图》课程中需要通过实物模型向学生讲解形体的三视图;《产品设计》课程中需要把学生设计作品转化成实体模型;《计算机辅助设计》课程中需要通过教具模型让学生理解三维建模软件的形面构建。这些教具都可以通过3D打印技术实现自主设计和小规模生产, 这样教具与学生所学知识就可以实现无缝对接。同时, 教具还可以根据授课内容的更新, 实现自主设计和更新。通过3D打印技术将书上或纸上的知识或图片立体地展示给学生, 学生对知识点的理解会更加直观, 教学效果也会得到极大提升。
3.加深校企合作的深度与广度。3D打印设备成本与打印材料的成本均较高, 因此即使学校购买了相关设备, 受到打印材料的限制, 也无法将其广泛投入到教学实践中。而在企业的生产实践中如果在设备引进中投入大量资金, 将造成自身竞争优势的损失, 因此高校与企业应当加大合作的深度与广度, 实现优势互补, 高校为企业提供人才与设备支持, 企业则为高校提供资金补助, 并为学生的实践提供空间与平台, 企业与高校共同开发相关项目, 提高3D打印技术研发的效率。
4.建设区域性的3D打印服务平台。为使企业与高校都能够加深对3D打印技术的理解, 促进产学研模式的深入应用, 政府应当参与到区域性的3D打印服务平台的建设中, 积极引导高校与企业参与到相关研究中, 政府应当对高校予以适当的补贴, 鼓励高校引进不同类型的设备, 建设区域化的服务体系, 对3D打印研发进行专业化的运营, 实现区域资源的共享, 让更多的高校与企业有机会接触到3D打印技术。
四、结语
3D打印技术对未来机械制造业的发展有着重要的意义, 高校在教育改革与建设中应当认识到这一发展趋势, 在安排工业设计专业的课程时应当将3D打印相关的内容纳入其中, 从而提高学生的理论素质与实践能力, 促进产学研模式的进一步发展, 高校应当与企业展开深入合作, 促进工业制造业、高校与人才的共同发展。
参考文献
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[3]孙娜, 栾瑞雪.3D打印对工业设计发展的影响[J].品牌 (下半月) , 2015, (08) .
工业打印 篇10
2015年中国国际铝工业展览会现已进入倒计时。“欧洲创新产品”、“国内创新产品”、“3D打印”等一系列创新产品将亮相展会现场，成为本届全新看点。主办方与3D杰魔上海软件有限公司进行深度合作，除在展会现场展示通过“3D打印”技术生产的铝合金零部件及制作流程视频外，还将在深加工论坛中对铝基3D打印技术的实际应用和未来发展进行深入讲解，全方位展示3D打印这种全新的理念和技术在铝行业中的应用。戴姆勒汽车公司对铝合金薄板的成形性能做了重大改进，设计与建造了系统汽车零件流水生产线，配套快速加热系统之后，具有明显的节能减排效果和极高的生产效率。列贝集团有限公司生产的铝合金卡车悬架零件，以其质量轻、抗腐蚀的特点，打破了铸铁悬挂件一统天下的局面。国内创新产品苏州铭德铝业有限公司生产的汽车天窗、保险杠、汽车悬浮架，台澳铝业（台山）有限公司生产的行李架和脚踏板等等也将同台亮相。
工业打印 篇11
让更多人一起玩科技
“一年前，这里其实是我们的会议室。”日本设计公司Loftwork创意项目协调师铃木真理子说，作为一家具有实验特性的设计公司，他们时常举行大大小小的“工作坊”，邀请朋友来体验。“那时同事说，为什么我们不把这里改成咖啡厅，让更多人可以跟我们一起玩？”就是这个灵光一闪，让Loftwork的老板们决定要开一家具有实验性质的咖啡厅。一开始，店里只提供镭射切割服务，不论是墙上摆的木头雕刻，或是高挂的有着精致雕花的牛仔裤，只要消费者提前预约，就能在FabCafe玩镭射切割服务。
去年11月，他们有了更多新点子，LoftWork找来3D打印机经销商iGUAZU与3D打印顾问公司K’s Design Lab合作，希望透过体验的方式，让3D打印机走入消费大众。
为了让更多人认识3D打印的魅力，他们在今年情人节这天， 针对女性消费者提供3D打印服务，只要扫描脸部，就能打造专属的人像巧克力。
有别于二次工业革命大量制造的主流，他们认为，未来的工业革命将更重视每个人的差异，科技也将不再遥不可及，而是在每个人的生活里。
不只是日本，3D打印技术在全球各地的应用更是五花八门，几乎所有的物品都可以透过它来制造。有人用3D打印技术设计立体时装；运用3D打印技术建造的建筑物即将在荷兰出现，预计明年完工；Urbee汽车是世界第一款3D打印汽车，其中除了最重要的引擎与底盘之外，大部分零件都是3D打印而来；也有人从网络下载枪支构造图，就此“印”出枪支；还有人“印”出会飞的遥控飞机，甚至造出全世界第一片可食用的“人造肉”！
其实这项技术已存在近30年，直到最近几年才重获注意。《经济学人》杂志认为，继19世纪瓦特发明蒸汽机，以及20世纪流水线生产之后，3D打印将会掀起“第三次工业革命”。
诸多管理学与经济学的理论
将被颠覆
波士顿咨询集团（BCG）高级合伙人太田直树预测：“苹果公司迟早会采用3D打印方式，来制造符合顾客喜好的手机等产品。也许终于有一天，iPhone手机可以从苹果手机连锁店，或是干脆从消费者家里的打印机直接‘印’出来。”也就是说，未来的产品生产，将会像用打印机一样方便。
不仅如此，未来的工厂变得完全不一样，同一个工厂的3D打印机可以既生产茶杯，又能制造汽车零组件，以及量身订制的医疗产品，这将颠覆管理学与经济学的诸多理论。
3D打印所带动的技术革新是典型的“破坏式创新”，尽管3D打印主要适用于小量生产，但是其打印的产品，可以远远优于传统制造业生产的产品，更轻便、坚固、客制化，可直接组装成形且成本更低。
3D打印研究机构Wohlers Associates指出，3D打印市场快速成长，尤其自己动手做（DIY）市场蓬勃发展。该机构初估，2012年销售达16亿美元，2013年应可突破20亿美元，预估到了2019年整体市场将达65亿美元。换言之，3D打印全球产值将在7年内成长3倍。
一旦3D打印被广为接受，那么对世界的意义会是什么？
趋势一：制造业回流先进国家
英国拉夫堡大学3D打印专家理查德·海格（Richard Hague）表示，3D打印对经济有深远的影响，企业再也用不着把各种商品堆积在仓库中，再将其配送出去，因为，产品可以按照用户需求在当地打印出来。这种类型的3D打印模式，不但大规模减少仓储需求，也削减运输成本，还可以帮助美国将制造业从海外迁回，“海外制造已经没有任何优势，只会导致运费增加。”
趋势二：机器即工厂
人人都是创业家
3D打印技术让产品设计到制造之间只有一个“打印”按钮的间隔，第三次工业革命将会由大规模制造转向个人化生产，打破跨国代工产业链。
3D打印设备龙头厂3D Systems，在今年发布消费型3D打印机Cube，可以制造如小玩具、棋子等简单的产品。这将掀起客制化的工业革命，未来五金行也可能会放一台3D打印机，提供各式各样的零件，以满足不同客户需求。
趋势三：产品创新速度加快
随着3D打印机价格迅速下降、设计软件越来越强大，以及更多的打印材料推陈出新，意味着设计人员能更方便地使用3D打印机，使他们在设计过程中，就能随时打印出原型产品进行修改，有助于加速创新。
例如，当2010年苹果首次推出iPad后，4天之内，就有人利用3D打印代工服务商Shapeways所提供的代印服务，在4天内生产出保护套，整整比其他竞争对手快了一个月。
趋势四：少量多样 个性化商品更为风行
以往，若要请工厂帮你制作客制化商品，若没有一定的数量，开模、打样的成本肯定不划算；但有了3D打印，就变得易如反掌。未来专业代印服务势必逐渐普遍，可以随时应你的需求打印商品，甚至只要到便利商店就可以实现你的需求。
麦肯锡的研究报告指出，这股自造者（自己制造产品）产业化的趋势，将改变制造业的未来：未来15年内，将有超过18亿消费人口，加入这股新制造产业价值链中。
趋势五：门坎降低 创意设计才是王道
3D打印代工服务商Shapeways执行长彼得·威萧森（Peter Weijmarshausen）认为，3D打印一层一层把材料堆栈起来的制造方式，让一些无法开模制造的特殊产品，也有机会被制造出来。因此，3D打印普及后，制造业门坎降低，产业价值链将加快由制造端位移至设计端。
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趋势六：3D医疗为健康带来新革命
如今在医学界，客制化的助听器、齿模已经逐渐为医界使用；甚至以钛粉打印，经由特殊设计，更容易与人体紧密结合的人工骨骼、关节，已有很多手术成功案例。
此外，位于英国爱丁堡的赫瑞瓦特大学，研究人员透过3D打印技术，成功制造全世界第一个肝脏组织。美国的Organovo公司，则制造出全世界第一台商业化3D生物打印机，以自体干细胞生成原料后一层一层堆栈成血管壁，已成功长出静脉血管。未来若有一天，肾脏、心脏等大型脏器能被制造出来，且实验证明不会有后遗症，器官移植将变得很容易，人类的寿命可能大大延长。
但是3D打印所带来的负面效应也不容小觑，例如：枪支管制。其中，最大的挑战将会是——如何保护智慧财产权。一旦所有实体物品都能转化成3D数字图文件，它们就会变得容易复制与传播，盗版的风险相当大。而如果盗版成风，就没有人愿意花重金投入研发设计。
尽管如此，破坏式创新的历史已经证明，3D打印不会停止脚步。随着时间推移，所有的困难点与阻碍都会被克服。或许哪一天，我们就可以住在自己打印的房子里，吃着自己打印的糖果，穿着自己打印的衣服，开着自己打印的汽车……（编辑/袁红）
小辞典 3D打印是什么？
3D打印（英语：3D printing），即快速成形技术的一种，它是以一种数字模型档案为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，透过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印的设计过程是：先透过电脑辅助设计（CAD）或电脑动画建模软件建模，再将建成的3D模型“分割”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。打印机透过读取档案中的横截面讯息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。
无所不“印”全面入侵你的生活
1休闲
印出来的跑鞋
2012年伦敦奥运后，一名伦敦皇家艺术学院学生Luc Fusaro宣称，以3D打印技术量身订做的单片跑鞋，重量仅96克，让运动员在百米赛跑中增速0.3秒。
2服装
印出来的立体时装
荷兰女服装设计师Iris van Herpen运用3D打印技术，打造立体感的时装设计，无论是用透明材质做出水花飞溅效果的礼服，还是犹如人体骨骼般细腻复杂结构的立体服饰，令人啧啧称奇。
3军事
印出来的一把枪
美国Wiki Weapon团队，从网络上下载了枪支的构造图，并使用3D打印机打印出了AR-15的下机匣。经过多次改良，目前该团队已研制出可连续发射600发子弹的下机匣。
4医疗
印出来的人工骨骼
2011年6月，一位83岁的女性骨髓炎患者在荷兰接受手术，成为3D打印颚骨的第一位受惠者。这个下颚骨采用高精密镭射层层融合钛粉制成，没有使用胶水或黏合剂，在金属中植入晶格状的天然骨骼内部结构，易与病人自身的骨骼接合。
印出囚笼，关住细胞
荷兰达尔特大学（University of Twente）纳米研究院采用被称为“边角平面印刷”（Corner Lithography）的纳米级3D打印技术，印出可以装下一个软骨细胞的“金字塔囚笼”，未来可望应用在癌症治疗，用此概念锁住癌细胞。
5 交通
印出来的飞机
航空龙头波音公司研究利用3D打印技术，将机翼逐层印出，然后接合成形，包括787梦想飞机所用的32种组件。波音宣称，3D打印可以降低30%的零组件重量，进而节省燃油成本。
印出来的跑车
比利时的Formula Group T团队以一种名为“巨兽级3D打印”的技术打造塑料材质外壳，创造一辆叫作Areion的单座跑车，最高时速可达140公里。
6住宅
印出来的建筑物
荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars使用一种名为D-Shape的巨型3D打印机，打印6米乘以9米的零件，再用这些零件拼接成建筑物，并命名为“景观房（Landscape House）”，实体建筑将于2014年竣工。
7食物
印出来的人造肉
美国Modern Meadow公司使用生物3D打印技术，以活细胞构成的“生物墨水”为原料，成功生出长2厘米、宽1厘米、厚度小于0.5厘米的可食用人造肉品。
第三次工业革命
正在启动中
第一次工业革命
时间：1730年～1870年
特点：发明蒸汽机
机器取代传统手工业
第二次工业革命
时间：1870年～1914年
特点：流水线生产
发明电报与无线通讯系统 等新科技；福特汽车导入 流水线，提升生产效率
第三次工业革命
时间：1980年～
特点：3D打印技术兴起
革命性技术，可做出传统
工艺做不出来的商品
生产流程大进化
1 锻造
利用压力改变金属形状，使它符合后续制程的要求。
2 磨床
利用磨具研磨，以获得所需的形状、尺寸，或使表面精密化。
3 钻孔
用钻针钻出后续制程所需的定位孔、零件孔等。
4 组装
整个制程经过上述步骤，最后经由生产线组装。
1 3D绘图
将想要制造的物品利用3D CAD绘图软件或扫描输入电脑，形成3D数字档案。
2 数字切片
电脑软件会再将上述3D数字档案中的物体，进行2D“数字切片”，物体会被“切”成一层一层的数据数据。
3 传送到
打印机
将数据传送到3D打印机内。
4 输出产品
就像2D打印机打印平面档案一样，此时3D打印机喷嘴会依据数据数据喷出材料，一层一层地堆栈出立体物品。
工业打印 篇12
1.3D打印技术概述
(1)数据采集
三维数据的采集是模型制作的重要一步。在医学领域,随着计算机断层扫描和核磁共振技术的发展,放射学诊断变得创伤更小,诊断也更精确,而且其高分辨率的三维图像数据在数秒内就可以获得,成为理想的三维数据获取手段。
(2)数据处理
将获得的数据导入三维重建软件。以CT扫描出来的数据为例,将CT扫描的DICOM格式的数据导入软件,构建出形态曲面,重建三维模型。保存数据格式为STL格式。STL格式的数据是3D打印机所识别的数据,最终3D打印机将模型打印出来。
(3)3D打印
3D打印目前主要的技术形式有 :1光固化成型(stereo lithography appearance,SLA),是使用光聚合物通过紫外激光照射来固化 ( 如3D Systems,Rock Hill,SC,美国[2]) 。2选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS),是用小颗粒的热塑性材料(包括尼龙等聚合物,青铜合金、钛合金等金属,以及陶瓷和玻璃)粉末用高功率激光来融合(如EOS Gmb H,Munich,德国[3])。 3熔融沉积成型 ( fused deposition modeling, FDM) ,是喷出熔融的热塑性材料或共晶金属粉末,立即使其凝固(如Stratasys Inc,Eden Prairie, MN,美国[4])。4分层实体制造 ( laminated object manufacturing,LOM) ,是使用胶水把纸张或塑料膜粘在一起,然后用激光塑形(如Cubic Technologies,Torrance,CA,美国[5])。5喷墨打印技术,是将不同种类的细粉末打出来以后, 涂上粘接剂,然后打印下一层 ( 如Z Corporation, Bur- lington,MA,美国2) 。喷墨打印技术还可以通过同时打印活体细胞和生物材料来构建一个含有不同组织的三维生物支架,甚至活体器官。
3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本,从而实现定制化生产。
2.3D打印技术在口腔种植领域的应用
牙齿缺失了怎么办?目前的主要诊疗技术包括 :“镶牙”和“种牙”。“镶牙”是将缺齿临近的牙齿进行磨削,以此为基,将假牙做成牙套固定于此,由于假牙“悬空无基”,会逐渐损坏临近牙齿。“种牙”是国内外最先进的牙齿修复方式, 首先将具有高度生物相容性和物理机械性能的种植体植入到缺牙部位的牙槽骨内,经过3-6个月的骨整合期,种植体与牙槽骨牢固地结合在一起, 再在种植体上接一颗“人造”牙。
口腔种植技术发展,虽然在核心技术上逐渐得到突破和应用,但依然需要有高技术水平、操作经验丰富的医师进行数小时的仔细工作,需要进行诊断、麻醉、种植体选择、牙模灌注、临时冠设计制作、假牙修饰装配等高强度工作。这也就是目前口腔种植“高价格、高风险”的主要原因。
3D打印技术在口腔种植领域的应用,就是将口腔扫描、口腔图像处理和三维打印技术整合起来。采用“图像数字化采集重构、CAD/CAM专业设计、标准化3D打印制造、规范化种植治疗”等技术系统集成。最终达到可在术前通过电脑看到术后的效果,只需在手术前,将患者口腔CBCT断层扫描精确数据输入到特定的设计软件环境,在三维基础上设计种植体植入位置,选择合适种植体类型,然后按照导航模板施术,植入义齿种植体和修复体,并按患者的需求进行人性化修饰。可克服2D扫描影像重叠容易造成医生误判等问题,降低了医生由于技艺和经验不足的风险,减少了医师的工作负荷,提高诊疗“安全性”,在数字化资源共享下,实现“经济化”诊疗。
2.1图像数据采集
使用印模材对患者进行口腔取模,取模后注入石膏塑出石膏模型,使用三维扫描仪对塑出的石膏模型进行扫描,获取牙齿表面的图像。同时使用口腔锥形CT对患者进行拍片扫描。获取一个口腔内部的三维图像,此图像能直观地看到下颚神经的走向、牙齿及牙槽骨的结构情况。
2.2数据处理(图像重构、CAD/CAM)
使用三维图像处理软件,对通过取模扫描获取的牙齿外部图像和口腔CT拍片得到的牙齿内部图像进行图像重组,从而得到一个数据图像, 它包含了牙齿内部情况及表面的纹理结构,一般称之为数字化全息图。在全息图中,医生可以进行种植体的选择与设计,来拟定手术方案。
2.33D打印
设计完成后,电脑可以自动设计出导航模板。 通过3D打印机实现导航模板、个性化基台和临时冠的打印,从而实现一天即刻种植。
2.4目前已成熟的牙科三维打印领域
(1)种植导航模板 :种植导航模板在当前更好的美观效果、成本节约以及CAD/CAM技术进步等因素的共同推动下,特别在三维打印技术的支持下,得到爆发式的增长。三维技术下的种植导航模板,能够精确捕捉可植体位置和方向,从而确保种植的出色进行。牙科三维数字化系统, 已可实现集种植手术规划、修复体设计、手术导板于一体的三维设计,大幅提高成本效益,从而减少周转时间,为牙医和技工所开创新的业务机会。
(2)牙齿模型 :得益于高清摄像头、3轴运动、全新LED技术,牙模扫描不仅拥有超凡速度和高度精确,纹理扫描能够增强表面细节的可视性,能够捕获表示不同设计细节的彩色标记,自适应扫描还能辅助达成自然咬合的目的。展望未来,印模扫描很可能会成为三维扫描的标准方法, 扫描石膏模型可能将会过时。
(3)义齿 :使用特定的CAD软件可以实现义齿三维打印设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、 牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等。当前的三维解决方案已经可以确保完美的匹配,从而减少了手动干预和精加工,实现高效、具备完美密合性的义齿加工。针对复杂的临床案例,创建复杂的内外冠结构,可以实现空间、功能和美学的最佳效果。
(4)正畸产品 :运用具备成本效益的常用矫治器CAD设计软件,3D打印技术可以轻松定制所有类型的矫治器,包括夜用咬合板、固位器、 个性化带环、牙合板、扩弓期、生物调节器、双牙合板等。在矫治器上还可根据不同患者,创建恒定量的偏移、添加ID标签以进行身份识别。定制化的设计,更加以人为本,给患者带来创新科技的就医体验。
3D打印技术的应用使口腔种植手术由传统的纯经验方式向数字化和精确化发展。通过3D打印技术的应用,可以优化和简化行医治疗过程, 细化专业分工,将原来需要高水平牙医的诊断工作,分工于标准仪器设备完成,保证了准确性 ; 将原来需要高水平高技能牙医进行的钻孔定位工作,分工于导航模板,在导航下钻孔,保证了安全; 将原来需要牙医进行义齿灌模、制模、打磨抛光等辅助工作,分工于设计中心设计、3D打印机制造,保证了产品制造的质量。牙医只需要做一个植入体的缝合手术,余下的工作将都由专业设备和仪器、技工和助理完成。大大降低了技术难度和技术风险,提高了牙医的工作效率。
3.3D打印技术对牙科工业发展的革命性影响
随着3D打印技术在口腔种植领域的应用, 不仅给我们观念带来变革,同时对于口腔临床也会带来颠覆性的发展。以口腔CBCT诊断技术、 椅旁数字化印模采集技术、CAD/CAM修复设计与3D打印加工技术为代表的数字化口腔医学技术时代已经到来。牙科工业即将迎来产业发展的数字化时代,整个牙科工业将产生颠覆性的变革。
(1)将推动口腔数字解决系统的产业化进程
以3D打印为契机,将实现和推动口腔数字解决系统的产业化进程,对传统产品的更新换代和新产品研发产生革命性影响。3D打印技术为基础的技术革命可预见随之而来的新型的配套设备的研发(如口腔扫描仪)、新生物材料的产生[6]、 齿科临床再生牙技术的革新等,各种设备与技术不断产生、结合进而形成一体化诊疗手段,带来口腔种植全新的风貌。包括产业前端 :数字化的牙科综合治疗机,数字化的牙科影像设备 ;中端 : 信息化的数据传输,数字影像资料的存储和管理, CAD/CAM软件 ;末端 :3D打印制造技术,改变传统的制造作业流程。
(2)推动口腔临床的数字化管理
随着牙科数字化设备的快速普及,牙科医疗机构进入数字化时代,必将推动口腔临床的数字化管理,从而促进数字化管理产品和应用的出现。通过数字信息化管理系统,可以实现远程诊断,帮助医生精准、及时治疗患者,改善医患沟通, 有效提升口腔医疗的技术水平 ;可以将预约管理、 病历管理、收费管理、材料管理、牙片管理等管理要素高效、综合的统筹起来,真正将先进设备资源转化为真正的经营效益和服务品质。
( 3 )口腔医疗的个性化和便捷化
牙种植技术和3D打印技术的结合,将给种植的个性化设计和便捷化带来革命性的提升,通过将图像信息和CAD/CAM图像处理系统的结合, 通过3D打印机能快速打印出种植导航模板,最终输出合乎设计要求的产品,大大提高了种植牙的成活率。
( 4 )传统义齿行业的颠覆性改变
传统义齿行业是一个劳动和技术双密集体行业,一次制作过程粉尘多,劳动强度大,但义齿制作又是一门艺术,每个人的每颗牙齿都是不一样的,稍微一丝的偏差,患者都不能接受,是一项对操作者有着很高要求的工作。长期以来,我国牙科技师难于培养和留用。 3D打印速度快,精度高,既节约了时间和劳动量,而且个性化强, 将打破义齿行业的瓶颈,颠覆整个行业的商业模式。
4.3D打印应用瓶颈与思考
3D打印技术在口腔种植领域的应用仍面临着多方面的瓶颈和挑战 :
( 1 ) 3D打印材料的研制及对应的加工工艺研究
目前口腔种植用3D打印材料品种有限,成型材料多采用化学聚合物,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。常用的有光固化树脂材料和金属(钛)粉可供选择,树脂材料只能作为临时冠和导航板,若用此作为最终的义齿加工材料,还需要结合氧化锆陶瓷数控加工技术和烤瓷烧结的情况。因此,需要研究可用于种植体、甚至种植牙整体的3D打印材料,包括开展氧化铝、氧化锆、生物陶瓷粉等骨质打印材料,同时研究对应加工工艺,最终解决种植体(包括义齿等)的经济化制备技术。
(2)口腔数字化图像采集设备和3D打印设备的研究
口腔数字化图像采集设备和3D打印设备是3D打印实现的关键设备。但是长期以来,这些设备的核心技术都由国外专业公司垄断,价格昂贵, 难以普及。国内虽然目前也有一些相关产品,但是精度、速度和效率都还不尽人意。对于我国口腔临床来说,3D打印技术还是高端、前沿的技术,现有3D打印技术的普遍应用面临成本问题,亟需研究开发国产的高端数字化图像采集设备和3D打印设备,从而带动医疗产业的转型升级,为3D打印技术的普遍应用奠定基础。
(3)设备接口的通用化和软件协议的标准化问题
目前,国内开发商开发的CAD/CAM软件, 3D打印设备,他们的软硬件接口都不统一,软件协议也没有标准,导致不同品牌产品之间的通用性很差,会阻碍行业未来的发展。
国际上来看,发达国家已经开始为3D打印技术的通用化制定标准。ISO/TC106最近成立了 “第九分技术委员会牙科计算机辅助设计 / 计算机辅助制造(CAD/CAM)系统”(SC 9 plenary Dental CAD/CAM Systems),其中五个工作组的分工如表1[7]。
目前正在组织制修订的标准有如下 :
第2工作组正在制定 :《牙科学—CAD/CAM系统工序术语》,简介 :用于牙科CAD/CAM系统的制造商提供的产品描述和使用说明的单独系统部件和程序的术语和命名都不尽相同,因此, 造成牙科医生和牙科技师的困惑。为了消除这些歧义,决定起草关于牙科CAD/CAM系统工序术语的国际标准。为了阐明CAD/CAM系统操作过程的逻辑顺序,在附录A中包含了工序的流程图表。
第3工作组正在修定 :《ISO 12836牙科学— 间接牙体修复CAD/CAM系统的数字设备—评估准确性的测试方法》。全球牙科CAD/CAM系统的应用正在不断增加。此国际标准指定了3种评估用于CAD/CAM系统的牙科数字设备准确性的测试方法。此国际标准是基于唯一匹配点云和合成标准镶嵌语言面(STL面)为前提的,由此也被认为是扫描物理对象的产品。
第4工作组正在制定 :《牙科学——CAD/ CAM系统的互通性》,简介 :牙科CAD / CAM系统的制造商在如何交换的制造信息和三维数据上是不同的,这会给系统用户在数据处理、设计过程和制造过程上造成困难。为了消除这些互通问题,起草标准来促进牙科CAD / CAM系统之间开放互通。
此国际标准基于由OXDIG团队创建的开源UDX标准,UDX规范得到开放软件3.0版的许可。希望实施此标准的用户必须从发证者处获得开源许可协议。发证者将根据要求授予全球性的,免版税的,非排他的,可再授权的许可证。
第5工作组正在制定 :《牙科学——CAD/ CAM系统—器械间接修复体的精度—测试方法和标记》,简介 :牙科CAD/CAM系统已经成功地应用于像镶嵌物、冠体和架桥的间接牙科修复体制造中。这些修复体精度是其临床成功的重要关键之一。该文件提供了标准化的测试方法来评估间接利用牙科CAD / CAM系统的加工精度和这些修复体已评估的精度作为市场信息。
第6工作组正在制定 :《牙科学——可加工种板》,简介 :包括陶瓷、金属和高分子在内的各种板材料正被用于加工系统中各式修复体的制作。 虽然所有这些材料可能由不同的化学成分和分子结构组成,但是这些材料的加工和性能都受到独特而普遍的关注。这些材料的加工损害、表层下破裂、最小加工厚度和加工精度都受到关注。
( 4 ) 3D打印技术应用后带来的知识产权保护问题
3D打印技术是以数字模型文件为基础的技术, 也就意味其复制和传播会变得很容易。数码技术使创新者可以在市场上快速地推出新产品,但同时跟风者也可以利用目前开源的技术软件与商业开发模式火速地“推陈出新”。这样,创新者的竞争优势期可能会变得更短,引发盗版问题的泛滥。 知识产权的拥有者在这个领域需要更多的法规保护,例如禁止“打印”受法律保护的、未经知识产权所有者同意的设计物品,禁止擅自复制、传播3D工业设计图纸、样例等。
5.结语
材料单一、个性化定制的特性,使牙科成为最适合3D打印技术的一个行业。也将成为3D打印厂商最为重视的一个行业,随着技术普及的道路愈走愈宽,普通种植牙科诊所拥有牙科专用3D打印机以及相配套的3D口腔扫描仪、3D口腔CT全景机、3D图像处理软件所形成的整套全数字化方案也并不是想象。
而对于牙科行业来说, 3D打印技术将带来牙科治疗技术新的变革,一方面,该项技术带来了快速便捷、个性化、定制化的种植牙过程,减少了病人的心理负担,赢得更多中高端客户的青睐。另一方面,相比传统种植牙,采用3D技术的植牙大大提高了准确率