数字化设计制造技术在3D打印中的应用.docx

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1、数字化设计制造技术在3D打印中的应用【摘要】阐述了数字化设计制造的原理以及分类，对数字化设计制造在3D打印中的应用做了介绍，分析了3D打印的发展现状以及未来发展趋势。【关键词】数字化设计；3D打印;应用。【abstract】ThispaperexpoundsthePrincipleandclassificationofdigitaldesignandmanufacture,introducestheapplicationofdigitaldesignandmanufacturein3Dprinting,analys

2、isthepresentdevelopmentsituationof3Dprinting.【keyword】digitaldesignandmanufacture;3Dprinting；application.0引言数字化设计制造是产品设计制造信息的数字化，是将产品的结构特征、材料特征、制造特征和功能特征统一起来，应用数字技术队设计制造所涉及的所有对象和活动进行表达、处理和控制，从而在数字空间就中完成产品设计制造的过程，及制造对象，状态与过程的数字化表征、制造信息的可靠获取以及传递，以及不同层面的数字化模型与仿真。

3、而作为“第三次工业革命”的前沿代表技术——3D数字化打印，成功地将虚拟的数字智能化技术与实实在在的工业产品桥接在一起。作为快速成形技术的一种，3D打印以经过智能化处理后的3D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、迭加成形的方式来增量构造物体的技术。3D数字化和3D打印是一对孪生兄弟，相辅相成。3D数字化是实现3D打印的前提和基础，否则“巧妇难为无米之炊”[1]；1数字化设计制造的发展历程，主要内容1）发展历程：NC机床(数控机床)的出现→CAM处理系统APT(自动编程工具)出现→加工中

4、心的的出现→CAD(计算机辅助设计)软件的出现→FMS(柔性制造系统)系统的出现→CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)的融合→CIMS(计算机集成制造系统)的出现和应用→CAD/CAM软件的空前繁荣。2)主要内容CAD---计算机辅助设计、CAE---计算机辅助工程分析、CAM---计算机辅助制造、CAPP---计算机辅助工艺规划、PDM---产品数据库管理、ERP---企业资源计划、RE---逆向工程技术。23D打印的原理及分类、发展现状以及发展趋势3D打印技术被称为快速成型技术，也称为增材制造技术,

5、是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。美国等发达国家高度重视3D打印技术，甚至将其提升到国家战略层面。1）3D打印的原理及分类3D打印技术是以3D模型为蓝本，通过软件将3D模型进行分层离散化处理，由数控成型系统利用激光束、紫外线、热熔等方式将树脂、陶瓷粉末、塑料等特殊材料在X-Y平面进行逐层成型扫描，并在Z轴进行堆积黏结，最终叠加成实体产品。

6、由其定义知，3D打印属于加式制造范畴。而传统制造业属于减式制造范畴，即通过模具、车铣等机械加工技术与工具将原材料转化成产品的工艺过程，其特征为利用缩削、减少材料来生产部件。与传统制造业相比，3D打印不需要复杂的工艺，不需要庞大的机床，不需要众多的人力，不需要冗长的流水线作业，直接通过计算机3D模型数据，便可由打印机生产任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸[2]3D打印机打印截面的厚度一般为100mm，即0.1mm，特殊要求的打印机也可以打印16mm的薄层，平面方向则可以打印与日常普通激光打印机相近

7、的分辨率。3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够，在弯曲的表面可能会稍有粗糙，稍微打磨即可光滑。在打印一些有倒挂状的物体时，打印过程中就需要用易于去除的东西作为支撑物。打印物品表面色彩处理可选择3D彩色打印机、喷涂、手绘及有色材料等。3D打印技术的类型和属性[3]2)3D打印的发展现状历经20多年，3D打印技术终于从沉寂到兴起，并在许多领域取得新的成果。在产品设计方面，3D打印机的利用始于制造业的产品试制。正如把3D打印又称作“快速成型”一样，与以往方法相比，3D打印的最大优点是能在短时间内完成试制品。在艺术品

8、方面，3D印刷能够创作出许多令人惊叹的艺术作品。目前各国艺术家利用该技术创作出各种复杂的中小型雕塑作品或用于原比例缩小后的概念模型展示。在精密零部件方面，由于3D打印制品能实现产品的自然无缝连接，从而达到传统制造方法远不可即的结构稳固性和连接强度，已成为国外研究空间飞行器的关键技术。在家庭装饰方面，如今家庭装饰都讲求个性与人性化，追求感官愉悦，这就给了3D打