毕业论文课题相关文献综述

文献综述:

一、3D打印的简介

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等打印材料，与电脑连接后，通过电脑控制把打印材料一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。3D打印技术主要有三大部分组成：目标物体的建模技术、固体材料的液化技术和三维智能工业打印技术。

二、3D打印的技术支持

3D打印机普遍采用快速成型技术，到目前为止，已经有十几种不同的快速成型技术方法问世。其中比较典型的有分层实体制造（也称叠层法LOMLaminatedObjectManufacturing）、择性激光烧结（SLSSelectiveLaserSintering）、立体平板因素印刷（也称为光固法SLAStereolithography）、熔融沉积制造（FDMFusedDepositionModeling）、掩模固化法（SGSolidGroundCuring）和三维印刷法（3DPThreeDimensionalPrinting）。

这些快速成型技术方法的问世，为3D打印的快速发展和迅速普及奠定了坚实的基础，世界上很多国家都有专供这些技术的公司，比如美国的Helysis公司、新加坡的KINERGY公司、日本的KIRA公司以及国内的清华大学、华中科技大学等都是生产LOM系的主要制造商；美国的DTM公司、德国的EOS公司以及国内的北京隆源公司、华中科技大学等都是生产SLS系统的主要制造商；美国Stratasys公司及国内的清华大学等是生产FDM系统的主要生产商；而美国的3Dsystems公司、德国的EOS公司以及国内的西安交通大学等是生产SLA系统的主要制造商。除此之外，一些其他的方法如三维喷涂粘3DPG、数码累积造型DBL、立体光刻SGC、直接壳法DSPC、喷墨打印、全息干涉制造、弹道微粒制造、光束干涉固化等都有一定研究规模。

另外，有些3D打印机采用数字半色技术。数字半色调技术是基于人眼的视觉特性和图像的成色特性，利用数学、计算机等工具在二值设备或有限灰度级别设备上实现图像再现的一门技术。它将连续色调图像经过处理后输出，即将具有连续色调的原始图像转化为离散的二值(0或1)阵列，并通过打印机在介质上输出此二值阵列来实现图像阶调的再现。对于三维打印机而言，它在打印过程中也需要这转化过程，只是在操作过程中将颜色信息转变成了材料信息而已。

三、3D打印的国内外现状

在欧美等发达国家，3D打印技术的应用已较为广泛，大到飞行器、赛车，小到服装、手机外壳、甚至是人体组织器官，各领域在3D打印这道东风的吹拂下都焕发出新的生命。目前3D打印技术已成为国外研究空间飞行器的关键技术。美国总统奥巴马在最近的国情咨文演讲中多次强调3D打印技术的重要性，称其将加速美国经济的增长，推进美国科技国防的进步。美国政府将人工智能、3D打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱，其中3D打印是第一个得到政府扶持的产业，可见3D打印在美国未来的发展地位之高。据悉，美国国家航空航天局正在研究一项被称为未来3D打印宇宙飞船的技术，希望通过3D打印，制造出廉价的机器人宇宙飞船，奥巴马政府已经在俄亥俄州重点投入建一个专门整合国家资源的研究所，以加大3D打印技术的研究和应用力度。事实上，在美国，价格低、操作简的小型家用3D打印机非常普及，已到了每4公里范围内有一台的程度，其购买量还在不断攀升。

我国3D打印技术自从上世纪90年代初就有多所高校开始进行具有自主知识产权的快速成型技术研发，清华大学、西安交通大学、华中科技大学等高校和科研机构相继研发出多种系列的3D打印机,部分技术已达到世界领先水平，取得了令人瞩目的科研进展。比如华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米*1.2米的立体打印机（基于粉末床的激光烧结快速制造装备），是目前世界上最大成型空间的得到工业应用的3D打印机，甚至远远超过国外同类装备水平。但是由于受到资金投入、研发水平等诸多因素的限制，国内的快速成型设备在运行的稳定性等方面与国外设备有一些差距；而且材料问题一直是快速成型技术的核心问题，与国外提供的材料品种及其性能相比，还有着一定的差距。