快速成形技术是20世纪80年代发展起来的一种新式的成形技术,当社会建设的快速发展己经难以通过传统加工成型技术例如:受迫成形(锻造成形)和去除成形(切削成形)来满足的时候,随着CAD技术、激光技术、数控技术、以及材料科学的快速发展,快速成形技术应运而生。快速成形是基于材料离散/堆积的原理以及分层数据处理的方法,首先相关光学仪器软件设备将实物转变为数字信息或三维数字立体模型,或者直接用电脑辅助设计软件(CAD)设计图形获得相关数据文件,然后电脑通过相关软件对数字三维立体模型进行分层切片处理,即将三维立体数字模型分割成为一系列有序的平面单元,把原来的立体三维数字模型变成一系列的层片,然后相关软件以片层数字信息为根据指示打印机工作,即打印喷头根据已有数据层层制造堆积成形,塑料、尼龙、金属以及其它一些材料都可被用来打印,快速成形的最终目标是直接生产功能制件。
在二十世纪八十年代末期,美国的3D Systems公司就推出了第一台商业化的SLA快速成形机,此后十余种快速成形技术又被陆续推出。根据能量来源大致可以分为两类,第一类是基于激光的成形技术,第二类是基于非激光的成形技术,目前应用比较成熟的主要有SLA、SLS、FDM、3DP等技术。基于激光技术的成形技术,通常被称为第一类快速成形技术,非激光技术的则被称为第二类快速成形技术或新一代快速成形技术。由于新一代快速成形技术不使用价格昂贵的激光系统,因而设备价格相对便宜,运行以及维护的成本也低,也因此成为了快速成形市场的黑马。据有关统计可知,进入21世纪以来,第一代的RP技术的快速成形机的年销售量就已经被新一代的RP技术成形机超过。在新一代的RP技术中,3D打印由于具有操作简单、生产过程无污染、速度快、打印件精度高且可以在相对较低的温度下进行等特点,具有很大的发展前景。此外,美国的Organovo与澳大利亚的Invete浊两个公司展开合作,共同研发了可用于人体生物活性细胞打印的3D打印机,将患者自身的活性细胞作为打印材料,将细胞打印在"生物纸"及水的凝胶支架里面,打印出患者所需器官。美国科学家Banning Garrett就指出过,3D打印可以大量减少在生产、制造的过程中的资源消耗,大大降低产品的碳足迹和运送数千英里到消费者身上的能量损耗,虽然此实验尚处在初级研发阶段,但其医用前景不可限量。因此,3D打印技术成为了目前科学界的研究热点,并被赞誉为可以推动第三次科技革命的技术。
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