咨詢熱線:021-80392549

3D打印激發(fā)個性化創(chuàng)新 社會分工將徹底改變

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-20     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數:86
核心提示:

3D打印本來是上個世紀的技術,不過近一年以來的高速發(fā)展讓3D打印回到大眾視野,對我們的生活可能產生前所未有的影響。通過3D打印技術,我們甚至可以創(chuàng)造出任何東西,包括那些結構復雜,或者是精度要求很高的產品,因此它可以把人類的想象力更完美地還原。未來,“定制”也許將成為常態(tài)。

3D數字化就是利用計算機來生成數字化的3D圖紙模型,以便輸出到3D打印機。目前有兩類方法進行3D數字化。第一類是使用3D設計軟件,由設計師從無到有地設計3D數字化產品。目前常見的3D商業(yè)設計軟件有:SolidWorks、AutoCAD、等。此外,還有多款各有特色的免費設計軟件:Blender、Tinkercad等,其中很多還支持基于WebGL的網絡在線編輯。

當然,并非人人都有能力自己設計3D形狀,因此第二類3D數字化就是3D掃描,基于計算機視覺、計算機圖形學、模式識別與智能系統(tǒng)、光機電一體化控制等技術對現實存在的3D物體進行掃描采集,以獲得逼真的數字化重建。3D掃描技術分主動掃描與被動掃描兩種。

主動式掃描是對被測物體附加投射光,包括激光、可見白光、超聲波與X射線等。其中激光線式的掃描,可以掃描大型的物體,但是由于每次只能投射一條光線,所以掃描速度慢。而目前最新的基于結構白光的掃描設備,能同時測量物體的一個面,點云密度大、精度高,在快速采集物體三維表面信息方面具有獨特優(yōu)勢。此外還有基于光照編碼的掃描設備,如微軟2010年發(fā)布的Kinect,具有實時性的特點。

被動式掃描對被測物體不發(fā)射任何光,而是通過采集被測物表面對環(huán)境光線的反射進行,因不需要規(guī)格特殊的硬件,所以成本非常便宜。被動式掃描重建技術,如Autodesk最新的123DCatch,通;谟嬎銠C三維視覺的理論方法,如立體視覺法等。受環(huán)境光照對圖像質量的影響,被動式掃描往往精度較低、噪聲誤差較大。

在獲得3D掃描的原始數據后,往往還需對其進行復雜的處理,如將多個視角的形狀片段進行對齊和拼接配準,以統(tǒng)一在同一個世界坐標系下。此外還需進行漏洞修補、噪聲去除、三角化、重網格化等,以生成最終的高質量水密曲面。

目前還沒有一種成熟的3D數字化技術能夠對自然界的任意形狀進行全自動地真實重建,如對于人體的頭發(fā)等。因此在實際操作過程中,往往需要同時結合多種掃描技術,以及一定的手工編輯,以獲得一個好的重建質量。

3D打印誕生于上世紀80年代

3D打印并非是新鮮的技術,這個思想起源于19世紀末的美國,并在20世紀80年代得以發(fā)展和推廣。早期的3D打印用于將虛擬世界中復雜的3D數字化模型變成客觀世界中真實存在的3D實體。與傳統(tǒng)的“切削去除材料”的加工技術不同,3D打印采用“逐層增加材料”的方式來生成3D實體。3D打印無需機械加工或任何模具,這樣極大地減小了復雜產品的制造難度,縮短了研制周期。目前3D打印在電影制作、游戲動漫、醫(yī)療、教育、建筑、文物考古、生產制造業(yè)都發(fā)揮了獨特的作用。

3D打印成為近年來的新聞熱點,與2006年英國Reprap開源項目的發(fā)布不無關系。Reprap是3D桌面打印發(fā)展的基石,直接催生了包括Makerbot在內的一大批廉價普及型3D打印機,價格從幾千到幾萬元人民幣不等。

而在高精度大尺寸工業(yè)打印領域,美國3DSystems和Stratasys兩大公司占據了大部分的市場份額。當然,在這個新技術競爭激烈的領域不乏挑戰(zhàn)者,如Mcor公司2012年新推出的Iris全彩打印機,只需普通A4辦公紙作為原材料,具有超低的成本優(yōu)勢和綠色環(huán)保的優(yōu)勢。在國內,由亞洲制造業(yè)協(xié)會聯(lián)合華中科技大學、北京航空航天大學、清華大學等科研機構和企業(yè)發(fā)起的中國3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟于2012年成立。

目前,3D打印機已經能夠使用各式各樣的新材料(液體、粉末、塑料絲、金屬、沙子、紙張甚至巧克力、人體干細胞等),通過噴墨沉積、熔融沉積成型、激光燒結、立體光刻等工藝將三維數字模型變成實物,從玩具、工具,到廚房用品、建筑、時尚衣服應有盡有,甚至還可直接打印具備觸感的人造耳朵、人體骨骼、人造假牙、鮮肉,以及槍支、跑車、無人飛機等。

我國發(fā)展3D打印產業(yè)意義重大

發(fā)展3D打印產業(yè),可以在提升我國工業(yè)領域的產品開發(fā)水平的同時有助于攻克技術難關,并且易形成新的經濟增長點,促進就業(yè)。當前,全球正在興起新一輪數字化制造浪潮。發(fā)達國家面對近年來制造業(yè)競爭力的下降,大力倡導“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略,提出智能機器人、人工智能、3D打印是實現數字化制造的關鍵技術,并希望通過這三大數字化制造技術的突破,鞏固和提升制造業(yè)的主導權,加快3D打印產業(yè)發(fā)展,推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”的轉變。

發(fā)展3D打印產業(yè),可以提升我國工業(yè)領域的產品開發(fā)水平,提高工業(yè)設計能力傳統(tǒng)的工業(yè)產品開發(fā)方法,往往是先開磨具,然后再做出樣品,而運用3D打印技術,無需開磨具,可以把制造時間降低為以前的1/10到1/5,費用降低到1/3以下。一些好的設計理念,無論其結構和工藝多么復雜,均可利用3D打印技術,短時間內制造出來,從而極大地促進了產品的創(chuàng)新設計,有效克服我國工業(yè)設計能力薄弱的問題。

發(fā)展3D打印產業(yè),可以生產出復雜、特殊、個性化產品,有助于攻克技術難關3D打印可以為基礎科學技術的研究提供重要的技術支持。在航天、航空、大型武器等裝備制造業(yè),零部件種類多、性能要求高,需要進行反復測試。運用3D打印,除了在研制速度上具有優(yōu)勢外,還可以直接加工出特殊、復雜的形狀,簡化裝備的結構設計,化解技術難題,實現關鍵性能的趕超。

發(fā)展3D打印產業(yè),可以形成新的經濟增長點,促進就業(yè)隨著3D打印的普及,“大批量的個性化定制”將成為重要的生

工博士工業(yè)品商城聲明:凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息,均為轉載自其他媒體,并不代表本網站贊同其觀點,也不代表本網站對其真實性負責。您若對該文章內容有任何疑問或質疑,請立即與商城(headrickconstructioninc.com)聯(lián)系,本網站將迅速給您回應并做處理。
聯(lián)系電話:021-31666777
新聞、技術文章投稿QQ:3267146135  投稿郵箱:syy@gongboshi.com