3d打印机设计-企业项目实训

企业项目实训——3D打印机设计调研内容摘要————3D打印机设计调研一、产品本身调研（发展历程、工作原理、主流技术、工作步骤……二、市场整体调研（市场容量、发展前景、品牌研究、新颖种类……四、相关产品研究（3d打印笔、打印机、复印机、喷绘机、微波炉、3d扫描仪……三、消费市场研究（应用领域、潜在用户群……1、发展历程“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”——中国物联网校企联盟3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用，其学名为“快速成型”。1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生JimBredt和TimAnderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。一直到20世纪中期，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上买到的零部件。人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。————3D打印机设计调研市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研2、工作原理3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3、主流技术（FDM,SLA,3DP,SLS）（1）熔融沉积快速成型（FusedDepositionModeling，FDM）熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料融化后从喷嘴喷出，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。————3D打印机设计调研市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研FDM技术的桌面级3D打印机主要以ABS和PLA为材料，ABS强度较高，但是有毒性，制作时臭味严重，必须拥有良好通风环境，此外热收缩性较大，影响成品精度；PLA是一种生物可分解塑料，无毒性，环保，制作时几乎无味，互联网会议PPT资料大全技术大会品经理大会网络营销大会交互体验大会，成品形变也较小，所以目前国外主流桌面级3D打印机均以转为使用PLA作为材料。————3D打印机设计调研市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研（2）光固化成型（StereolithigraphyApparatus,SLA）光固化技术是最早发展起来的快速成型技术，也是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。光固化技术，主要使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层固化，最终得到完整的产品。大致结构如下图所示：光固化原理图光固化技术优势在于成型速度快、原型精度高，非常适合制作精度要求高，结构复杂的原型。使用光固化技术的工业级3D打印机，最著名的是objet，该制造商的3D打印机提供超过123种感光材料，是目前支持材料最多的3D打印设备。市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研（3）三维粉末粘接（ThreeDimensionalPrintingandGluing,3DP）3DP技术由美国麻省理工大学开发成功，原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等，3DP技术工作原理是，先铺一层粉末，然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域，让材料粉末粘接，形成零件截面，然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程，层层叠加，获得最终打印出来的零件。大致结构如下图所示：3DP技术的优势在于成型速度快、无需支撑结构，而且能够输出彩色打印产品，这是目前其他技术都比较难以实现的。3DP技术的典型设备，是3DS旗下zcorp的zprinter系列，也是3D照相馆使用的设备，zprinter的z650打印出来的产品最大可以输出39万色，色彩方面非常丰富，也是在色彩外观方面，打印产品最接近于成品的3D打印技术。————3D打印机设计调研市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研（4）选择性激光烧结（SelectingLaserSintering,SLS）该工艺由美国德克萨斯大学提出，于1992年开发了商业成型机。SLS利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，由计算机控制层层堆结成型。SLS技术同样是使用层叠堆积成型，所不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升至熔化点，然后烧结形成粘接，接着不断重复铺粉、烧结的过程，直至完成整个模型成型。大致结构如下：激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料，并制成相应材质的成品，激光烧结的成品精度好、强度高，但是最主要的优势还是在于金属成品的制作。激光烧结可以直接烧结金属零件，也可以间接烧结金属零件，最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。SLS家族最知名的是德国EOS的M系列。————3D打印机设计调研市场情况调研消费市场研究相关产品研究产品本身调研4、工作步骤先通过计算机建模软件建模，然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来，其工作结构分解图如下。3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后再进行打印输出。三维打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。————3D打印机设计调研1、市场容量国产3D打印机随着3D打印机的不断成熟，国内3D打印研发人员也在不断更新与改进，随着3D打印技术的热度不断升温，3D打印便是一项时尚的话题。国内众多打印设备品牌厂家也在着力研发3D打印产品，例如深圳武腾3D打印机、乐彩3D打印机等国内新兴3D打印机厂家。产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研————3D打印机设计调研2、发展前景——3D打印能否引领第三次工业革命？科学家们正在利用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，很有可能将有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。人们也可以打印食品，比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。几乎所有人都相信，食品界的杀手级应用将是能够打印巧克力的机器。3D打印曾被用作《经济学人》杂志封面，主题为《看制造业新技术如何改变世界》，详细介绍了3D打印的历史和发展，可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。3D打印的价值体现在想象力驰骋的各个领域，3D打印正让“天马行空”转变为“脚踏实地”的可能，人们利用3D打印为自己所在的领域贴上了个性化的标签。人们纷纷展示了如何3D打印马铃薯、巧克力、小镇模型，甚至扩展到用3D打印汽车和飞机。3D打印行业的发展犹如其定义本身，始终凸显着“创新突破”这一关键特质。产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研3、品牌研究（1）世界十大品牌及其市场占有率————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研（2）成熟品牌细致研究MakerBot是一家来自美国布鲁克林的公司，主要生产3D打印机等产品，2011年11月被知名科技媒体SAI评为“20家最具创新力的科技公司”之一。其推出的3D打印机MakerbotReplicator2，被《时代周刊》评为2012年最佳发明之一。MakerbotReplicator系列它是美国Makerbot公司于2014年1月CES大会上发布的MakerBot第五代产品之一，MakerBotReplicator在可打印体积上比第四代大11%，并加入了无线和以太网功能，融合了云计算技术，不仅支持移动APP应用程序，也能通过APP应用程序实现打印的远程监控。产品特色Replicator智能喷头：1）容易更换；2）能检测到耗材没有进入到喷头的情况，并能自动停止打印；3）能发送信息至MakerBotDesktop和MakerBotMobile(MakerBot新推出的两款APP软件)————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研3.5英寸全彩液晶显示器特点如下：1）直观的UI界面，便捷的操作旋钮，可提供丰富的用户体验；2）可以访问您的模型库，预览3D模型文件；3）内置工具可帮助您设置和维护打印机。内置摄像头主要有以下三个特点：1）可以监控打印，方便将打印成果分享至MakerBotThingiverse以及其他社区；2）能实现打印机和MakerBotDesktop和MakerBotMobile(MakerBot新推出的两款APP软件)之间的连接；3）内置摄像头能自动拍下打印出的物件的照片并把它们保存到云存储中。————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研移动终端控制软件:MakerBot目前能够形成一个MakerBot3D系统不仅得意于硬件的更新，软件的更新也意义非凡。软件方面主要是“移动终端控制软件”的推出，它们的特点如下：1）提供免费易用的移动终端控制软件；2）通过内置摄像头实现对打印机的远程监控；3）可以收到打印机发出的信息和提醒。四种连接方式:1）U盘2）USB线缆3）网线4）Wi-Fi————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研产品规格：打印·最大尺寸:252x199x150mm·精密度:极细:0.1mm,中细:0.2mm,快打:0.3mm·喷嘴:0.4mm电力[1]·AC输入电源：:100-240V,50-60Hz约1.75A软体·M软件:MakerWare™Bundle2.0·U操作系统:Linux(10.04+),Windows(XP/7),andOSX(10.6+)·控制接口:USB,乙太网和Wi-Fi(未来会增加)·支持档案格式:STL,obj,thing,makerbot材料·耗料:PLA树脂·耗料直径:1.75mm机械·外型大小:490x320x380mm(不含耗料轴)/490x420x380mm(含耗料轴)打印平台·玻璃————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研（2）成熟品牌细致研究广州市网能产品设计有限公司成立于2000年。公司从2002年开始投入了大量的人力物力进行3D打印机的研发工作，目标是:做出中小企业买得起用得起的3D打印机，让3D打印机不再昂贵，使3D打印机为中国企业的第三次工业革命提供动力。它在掌握3d打印机核心技术的基础上，对3d打印机的市场进行了细分，同时研发出3d打印机配套使用的3D照像馆专用3d人体扫描仪，属世界首款全彩全自动专用3D人体扫描仪，并已获得国家专利，为3d打印机走向民用奠定了基础。“立体易”3D打印机拥有多项国家专利，优秀的设计荣获2012年中国工业设计大奖（红棉奖）至尊大奖，得到国际工业设计专家的一致赞赏。目前已形成3D打印机年产量10000台的专业化规模化生产基地。————3D打印机设计调研产品本身调研消费市场研究相关产品研究市场情况调研立体易SCAN-1X————3D打印机设计调研4、新颖产品3D食物打印机工作原理“3D食物打印机”它采用了一种全新的电子蓝图系统，不仅方便打印食物，同时也能帮助人们设计出不同样式的食物。该打印机所使用