3D打印+物联网+大数据+云计算+互联网=什么?

3D打印+物联网+大数据+云计算+互联网=什么?,第1张

3D打印、物联网、大数据、云计算和互联网是现代信息技术领域的重要发展方向,它们可以相互结合产生各种新的应用和业务模式。
例如,结合3D打印技术和物联网技术,可以实现智能制造领域的定制化生产。将传感器等设备与3D打印机连接起来,实时监测产品质量和生产效率,通过收集和分析大量的数据,进行优化调整,达到高效生产和降低成本的目的。
总之,结合不同的技术手段和应用场景,可以创造出更多有意义的业务和产品,推动数字化转型和创新发展

维基百科上的解释:“这是快速成形技术的一种,它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打印方式,来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型,现在正向产品制造的方向发展,形成“直接数字化制造”。在一些高价值应用中(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)也已经有打印而成的零部件出现。”

简单来说,3D打印,就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层,然后在将这些可黏合的打印层一层一层的粘起来。通过每一层不同的“图形”的累积,最后就形成了一个三维物体。就像盖房子一样,砖块是一层一层的,但累积起来后,就成一个立体的房子了。

3d打印技术是什么。确切的说,3d打印是一种以金属或者塑料等粘合剂作为打印材料,以数字模型为基础进行逐层打印的一种技术。通过电脑与3d打印机连接起来便可以将绘制的图纸打印出模型的一种手段。如今这一技术在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

3d打印技术的优点

3d打印与传统的通过模具生产有很大的不同,3d打印最大的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,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。同时,3d打印还能够打印出一些传统生产技术无法制造出的外型,同时,3d打印技术还能够简化整个生产流程,具有快速有效的特点。

3d打印技术的运用领域

目前,3d打印主要运用于传统制造业、医疗行业、文物保护行业、建筑设计行业和配件饰品行业,而且在这些行业中已经运用的比较广泛,在医疗行业中,3d打印还可以为器官移植患者量身打造所需器官,当然,打印人体器官需要特殊的高分子材料,才能做到不对人体排异!

3d打印技术过程原理

每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型,而剩余粉末还可循环利用。

打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末,当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料,不仅对固化反应速度有要求,对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。3D打印技术能够实现600dpi分辨率,每层厚度只有001毫米,即使模型表面有文字或也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制,打印速度势必不会很快,较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率,相比早期产品有10倍提升,而且可以利用有色胶水实现彩色打印,色彩深度高达24位。

由于打印精度高,打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计,结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图,齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动,而腔体、沟槽等形态特征位置准确,甚至可以满足装配要求,打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料,还有d性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。

第一次接触

一种利用太阳能将沙子融化并打印出固体物品的机器Solar Sinter。这种机器“打印”出来的作品看似粗糙,但实际上它已经是一个很超前的玩意了——它使用的材料是沙子,能量则是太阳能。换句话说,使用这种机器,你甚至可以在沙漠中轻松造出一座城。

但实际上,3D打印的概念在上个世纪 80 年代就出现了。1995 年 MIT 创造了了“3D打印”这个名词,随后3D打印便开始在实验室萌芽。然后慢慢的,3D 技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业,被应用在更广泛的领域。

3D 打印机普及,走向现实

3D技术开始越来越靠近人们的生活,3D打印机也越来越平民化。原来的 3D打印机非常庞大,基本上都只存在于大医院、研究机构以及相关企业中。购买这样的机器不仅要花几十几百万,而且打印材料也价格不菲。

但现在,3D打印机可以做到和普通的喷墨打印机一样大小。很多创业公司都提供各种各样的打印机,比如 MakerBot 提供的 彩色3D打印机、香港 Makible 2000块钱的3D打印机、维也纳工业大学能打出 沙粒大小赛车模型的超高速打印机等等。

另外,3D打印设计软件也越来越多,有 iPhone 上设计 3D 物品的 Sculpteo、iPad 上 3D 设计软件 123D Design、通过 Kinect 扫描 3D 模型到打印机的 Kinect-To-Print、将 3D 图纸模拟成 3D 模型的增强现实软件 Augment等。

除了 3D打印机和软件,还有一些提供 3D服务的创业公司,比如 “全民武器计划”、MakieLab、 GrabCAD、 Shapeways、 Formlabs、 Stratasys等。

神奇的 3D打印作品

到今天,人们已经用 3D 打印技术打印出了很多东西。除了下面会提到的一些复杂的 3D 几何模型,业内已经用 3D 打印机打印了心脏瓣膜、下颚骨、 电路板、汽车、 房子、 自动步q,甚至还有鞋子、内衣或生肉。

3D打印畅想

由于 3D打印成品的可塑性非常强,从二维到三维,3D 打印可以精确到 600dpi,每层 001 毫米的厚度。所以几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来,例如克莱因瓶、莫比乌斯网、门格尔海绵等。这就给人们带来了 极大的想象力,很多人都在畅想 3D 打印会给各个行业带来哪些革命性的改变。

YC创始人 Paul Graham 说:“ 硬件复兴的时代已经到来。”互联网女王 Mary Meeker 在其《 2012互联网趋势报告》中也声称:“3D 打印机的出现,让个性化定制成为可能,生产制作将面临变革。”而之前曾提出《长尾理论》的 Chris Anderson也从《连线》辞职,转向关注 3D 打印技术给世界带来的长尾效应。

所以说,3D 打印未来已触手可及。如果你真的喜欢的话,现在就可以尝试购买一台 3D 打印机,开启自己的创造之旅吧。

3D打印普及障碍

3D打印目前普及的障碍在于材料和成本。材料来说,现有的材料种类远不够丰富,也不接近民用材料,换句话说,很多材料即使能3D打印,但也不够环保,达不到民用标准。绝大多数的3D打印机只能打印1种或性质接近的几种材料。出现混合材料或多种材料的打印机也是未来的趋势。

成本是普及的最大障碍,正如电脑在几十年前的阶段。目前高精度的3D打印机都是比较大型且昂贵,技术专利基本掌握在国外巨头公司手中,民用的小型机使用的是十几年前的开源技术,精度达不到使用需求。国产的3D打印机往往是噱头大于实际,无论从稳定性还是产品质量远远落后国外,所以国外公司的技术垄断无疑也使打印机设备及耗材价格居高不下。通过对国外机器的拆解我们会发现,其实整机成本并不高,主要部件如激光器等则价格高昂,而且目前也无法实现国产化。原材料的配方也是另外一个垄断的因素,国产材料始终无法达到与进口材料一样的质量举例来讲SLS技术使用的粉末,即使是日本产的替代粉也不及原装的质量好。

相信未来3D打印会像以前的2D打印一样,成本和价格会随着国产化和技术成熟而逐步降低,然后逐渐普及。

就人才技能而言,我们以MIT团队研制的Form 1举例,他们的团队中,材料专家起了很大的作用,帮助开发了他们低成本的光敏树脂,比同类材料价格低了1半以上。

其次就是图形技术人才,3D打印非常需要内容作为支撑,如何开发简单易用的建模软件非常重要。正如iphone需要App store。 所以未来无论是OPEN GL WebGL开发人才还是3D扫描,3D建模技术人才都将帮助3D打印技术的进一步发展普及。

随着制造业升级步伐的加快,越来越多的产业开始利用3D打印技术提高自身产品在设计阶段的效率。而3D打印技术的最大优点就是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体,其精度和效率都非常高。近些年汽车产业也在越来越多的将3D打印技术应用其中,也直接促进了汽车模型设计的发展。目前在全球范围内通用、大众等知名汽车集团都开始使用3D打印技术,尤其是通用旗下的福特品牌其在设计模型阶段大规模了采用该项技术。而自主品牌车企中一汽、上汽、长安汽车也开始应用3D打印技术用于模型设计制造。

在刚刚结束的亚州3D打印、增材制造展览会(TCT亚洲展)上,全球领先的3D打印公司Stratasys正式在国内发布了全新的基于FDM技术的专业、多功能3D打印机F123系列(F170、F270和F370)。其中高端3D打印机F370采用StratasysFDM03Nylon12CF已经可以代替金属组件的碳纤维填充热塑塑料,应用在快速原型制作、坚固的轻量级工具和最终用途的车用部件上,而这也意味着3D打印车用零部件在未来将成为可能。

StratasysF370打印机

为此盖世汽车记者就3D打印技术在汽车产业中的应用、3D打印技术未来的市场展望等问题采访到Stratasys亚太及日本地区销售总监OmerKrieger先生以及Stratasys大中华区总经理翟莲子女士。

Stratasys亚太及日本地区销售总监OmerKrieger以及Stratasys大中华区总经理翟莲子

盖世汽车:贵司在此次展会上亮相的F123系列可以在汽车行业有那些应用?

OmerKrieger:由于在汽车造型设计中工程师需要将CAD图形打印成为实物,而在设计图中利用不同的材料呈现模型的样式,这就需要在短期、精准的完成模型制造,所以早先3D打印技术更多的应用在车辆设计和模型制造阶段。

另外一个解决方案是针对生产线上所需要的这些工具,我们知道在汽车组装针对不同产品有很多工具是定制化,所以开始组一个新的车型之前这些工具都要事先制造出来,所以我们根据这样的需求就用OEM,跟这些第一层级的供应商密切合作,把他们传统方式生产工具用3D打印的方式定制化生产出来。

盖世汽车:那么目前Stratasys的3D打印解决方案可以应用在在哪些车用零部件?未来3D打印技术在汽车行业中有哪些期待?

翟莲子:我们的3D打印技术目前可以应用在汽车动力系统、底盘系统、汽车内饰以及外饰等四个制造领域。内饰和外饰主要还是用来做概念测试,但是在动力和底盘系统里面很多时候是用到它的功能性测试,譬如抗拉伸强度这是用到很多功能性测试。汽车设计的动力舱里面,里面有一些衡量,其实就是用金属的直接打印出来就可以用,用非金属的现在这些材料性能不断的提升,也逐渐的应用在最终的产品上。

盖世汽车:目前3D打印机可以使用哪些材料?使用3D打印有那优点?

翟莲子:目前较为主流的是四种材料。分别为PLA、ASA、ABS以及PCABS等。优点是显而易见的首先可以跳过组装的流程,因为可以一次性成型无需组装,其次在零部件的备件方面减少库存压力库存。像这样的尝试其实都是来自于我们增材制造和直接数字制造方面,非常前沿非常先进的一些理念。如果能够把这些东西融入发展战略里面,他们就真的能够从3D打印技术上获得最多的收益。

盖世汽车:3D打印技术未来在中国汽车产业中将会有哪些突破?

OmerKrieger:3D打印来替代传统的加工方式都在国外比较多,欧洲和美国用得比较多,目前中国的一些自主品牌,类似于一汽、长安等车企也开始使用3D打印技术。所以Stratasys去年就已经开始布局中国的市场,汽车是我们在所有的垂直市场里面觉得潜力最大、接受度最高的几个行业,我们现在在中国有3个行业经理,就是针对汽车的行业经理有三位。一位是在华东,就是说在上海,一位是在北京,还有一位是在深圳,主要是配合我们的汽车用户,包括OEM和零部件生产厂商,真的是把3D打印技术从设计端的理念进行一些培育和一些引导,所以这个在中国还是非常大的潜力,但是相对来说我们起步也稍微晚一点。

3d打印饱和度定义
3D打印机(3D Printers)简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机,不仅可以“打印”一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。
房子、器官、汽车、衣服、机器人……你能想象这些东西都可以打印出来吗?3D打印的概念起源于19世纪末的美国,近几年逐渐大热,中国物联网校企联盟称它为“上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场”。此前,部件设计完全依赖于生产工艺能否实现,而3D打印机的出现,将颠覆这一生产思路,任何复杂形状的设计均可以通过3D打印机来实现。
3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,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产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的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。
3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另 一头柔软。


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