关于打印机类毕业论文怎么写,关于3D打印一场工业革命?相关在职毕业论文开题报告

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3D打印机制造商makebot联和创始人布雷·佩蒂斯.

在大纽约,BotCave并不好找.搭地铁到布鲁克林第三大道附近,找到拐角处一栋不起眼建筑,然后敲门.如果为你开门的是一个毛发蓬乱的年轻人,那么十有 就是这儿了,125名工人开创制造业未来的地方.

BotCave是创业公司MakerBot的所在地,四年多以来他们一直致力于制造面向大众的3-D打印机.他们2012年之前的产品都用三合板制作,内部结构一览无余,恐怕只有那些喜欢捣鼓机器的极客们才会感兴趣.

而新近研制的这款看上去很特别.不同于人们以往对3-D打印机粗制滥造的印象,它是金属制,光滑且有设计感,还有能以多种色调闪烁的LED灯,你可以找到和沙发颜色相配的模式.

比外观更加重要的是,你再也不用花上一个周末折腾各种软件,只为了让Linux系统看上去友好一点.这台新机器用简单的桌面程序就能启动,能把CAD文件直接转化成实物,就像打印一张照片那样简单.

这就是入门级的Replicator 2,官方售价2199美元,能够用环保材料打印最大约28cm × 15cm的物品;它的升级版Replicator 2X售价2799美元,尽管只能打印最大23cm × 15cm的物品,却拥有双喷头,精度达0.1毫米,能够打印结构更为精细的物品.

MakerBot在这两件产品上下了数百万美元的赌注:3-D打印的时代就要到来.也许你听说过3-D打印机,却还没拥有属于自己的一台.MakerBot的CEO佩蒂斯(Bre Pettis)觉得Replicator 2能改变这一切. 从PC说起

如同在1977年催生了苹果公司第一款微机Apple II的“家酿计算机俱乐部”(Homebrew Computer Club),来自全球的3-D打印发烧友们也正在用同样的方式,实践着一种新技术的推广.MakerBot作为其中的先行者,自2009年初成立以来,已经卖掉了两万多台打印机.

和PC的发展过程一样,技术本身总是首先出现,而后人们才慢慢弄清楚它到底能带来什么.在office软件、互联网和电子游戏出现之前,早期的PC几乎只能用来编程.对于最早的3-D打印机玩家来说,仅仅是测试机器本身,就已经是一个足够好的购买理由了.

当打印机变得更加成熟之后,人们自然把注意力转移到了它制造的产品上.对于有小孩的家庭,MakerBot的最大贡献在于玩具:娃娃屋的家具,桌游部件,以及各种模型.他们旗下的3-D打印计划交流网Thingiverse(目前已有相应的App),以及Tinkercad和Autodesk之类的公共设计库,提供了许多现成的CAD文件,你只要点击下载,做点必要的更改,然后发送给MakerBot帮你打印出来就行了.

2011年,MakerBot获得了千万美金的投资,投资人包括亚马逊创始人之一Jeff Bezos.虽然在今年6月被工业级3-D打印巨头Stratasys以4亿美元收购,仍然作为子公司保持独立运营.差不多30年之前,苹果公司引领了个人电脑的潮流,而今MakerBot的目标则是向大众推广Replicator 2.

我们的上一代人用第一代PC制造的很多东西,以当今眼光看来很弱智,比如艺术字书写的菜单和剪贴画.今天绝大多数的3-D打印产品,看上去就像最初的PC出版物一样无趣.而Replicator 2方便的软件和更高的精细度,则能让人们更快地学会如何设计结构更精巧、颜色更丰富、稳定度更高的物品.再加上互联网上丰富且免费的设计库,很快我们就能看到不同于批量制造业的新方式了.尽管目前的产品质量和成本都不太理想,却能满足个体创造的需求. 3-D打印不新奇


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你也许会认为3-D打印是十分前沿的技术,只跟少数极客和高端设计工作室有关.而事实上,3-D打印技术早已渗透到日常生活中,你可能早已接触过相关产品,它们如此的家常以至于你根本不曾意识到.拿牙科诊室做个例子:许多 的假牙和牙齿填充材料就是3-D打印出来的;还有那些一系列的牙齿矫正器,在每个不同阶段佩戴的都有微小差异.

从根本上来说,每一种消费品和电子器件都有3-D打印机上的原型,甚至新一点的建筑也是如此.如今你还能 3-D打印的魔兽世界角色模型,或者你在Xbox Live平台上的虚拟立体形象avatar.如果你在东京,也许还会听说3-D头像 ,就是根据你头部的扫描图像,制造一尊逼真的塑像.

商业化的3-D打印通常只能使用有限的几种材料,多为金属和塑料,但是研发者们也正在尝试从木浆到糖的各种新奇“墨水”.一些特制的打印机能喷出液体食物,比如糖霜和融化的巧克力.不久以后我们还会见到打印的电路板,用它们可以组装出复杂的电子元件.

传统的数控机床刳刨机和研磨机是在做“减法”,把不需要的部分切割或打磨掉.而3-D打印机是做“加法”,从底座开始一层层地打印.电脑软件会首先检查CAD文件,弄清楚怎样打印才最为省时省料.外壳的形状是固定的,厚度则会根据材料有所调节.模型的内部通常不可见,但空心的模型又太过脆弱,所以,软件可能会采取折衷的方式,比如蜂巢状的结构.


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随后,软件就将这个物品水平分割成尽量薄的层,喷头按照软件计算出的最短路径移动,从下至上逐层打印.一层打印完毕,平台向下移动最小的距离单位,开始打印下一层.观看3-D打印的过程是很奇妙的体验,你既不用知道机器是如何工作的,也无需操心如何优化喷头的移动路线.就像你非常熟悉的2-D打印机那样,你只用知道自己想要打印什么. 家用3-D打印机概念的提出,又是一场新的工业革命的开端.你为Replicator 2设计的CAD文件能够被工业机器读懂,这也意味着,人人都可以成为设计师和生产商.MakerBot们所使用的G-code语言,也是传统制造业的机器控制语言,正如第一台桌面式激光打印机使用的Postscript语言,和专业的打印机一样.

因此,一旦你在自己的电脑上有了专属的设计,你就能在家里打印一个独一无二的成品.或者,你也能利用云端设备,从世界任何一台联网3-D打印机上输出产品.甚至,你还可以上传给专业的服务商,为你生产成千上万个产品,再寄给你的客户.Autodesk 123D之类的CAD软件贴心地提供了向导程序,你所要做的,就是点点鼠标,输入信用卡信息,立刻就能开始制造业的生意了. 走向大众的Replicator 2

有关Replicator 2的一切—设计、制造和销售—都是为大众化推广而考虑的.从打印材料开始说起,入门级Replicator 2使用的,是以玉米淀粉为原料的聚乳酸(polylactic acid, PLA),这是一种可降解的环保材料.同时,聚乳酸不像其他材料那样冷却后剧烈收缩,对机器的要求也不高,据佩蒂斯说,打印的时候闻上去很像华夫饼.MakerBot提供的聚乳酸价格为每公斤48美元,足够打印400个国际象棋棋子.而Replicator 2X使用的是ABS塑料,也就是和乐高积木同样的材料,它同样无毒,但打印时必须保持通风良好.

在零售方面,MakerBot已经在曼哈顿开设了第一家体验店.除了展示新机器,商店里也有一个小小的开放车间,佩蒂斯希望看到窗口挤满了孩子们的小脑袋,惊奇地看着一个个物品在他们眼前打印出来.

就像PC一样,3-D打印机的用处在购买之前和之后往往大不相同.佩蒂斯说,“购买之前,人们心里都有个物品打印清单,比如坏掉的吸尘器零件,或者适合橱柜形状的牙刷架.然而当你真正拥有它之后,就会开始尝试很多之前未曾想过的奇妙玩意.”

大人们开始制作首饰,鲁班锁之类的解谜玩具,还有模型和奇怪的塑像.孩子们则开始要求大人按他们的想法来制造玩具.按照佩蒂斯原本的设想,至少有一半的购买者都应该是程序员,而很快他就发现了大量的家长购买群.

拜电子游戏所赐,如今的孩子们很小就有了在屏幕上理解立体

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几何的能力.也许你没觉得模拟人生或者Minecraft事实上就是CAD程序,但仔细想想,它们核心思想确实差异不大.如果中学能买上几台3-D打印机让孩子们使用,下一代制造业革命也许就在他们身上发生.跟在PPT上观看模拟图相比,谁会不乐意亲手制造一个模型呢? 3-D打印一切?

就目前的趋势来看,如果能够用批量生产降低成本,未来几年之内,千元价位的3-D打印机就能出现在超市货架上.

而这并不意味着我们要3-D打印一切.数字化制造业的精髓就在于,我们可以在批量生产和个性化 之间拥有自己的选择.不同于依赖模具的传统制造业,3-D打印的成本并不会随着产量的提高而降低,但是对于小批量生产,3-D打印却足够便宜.

在桌面式3-D打印机出现之前,小批量生产几乎都是依赖手工.在人力价格高企的今天,这一任务同样可以交给机器完成.同时,传统制造业也会得益于此,变得更加便宜:对于一些核心部件,结构越复杂,越多变,价格就越贵,而3-D打印技术可以让这些价格差异不复存在.

另外,如果你还记得宅男手造的“螺钉螺母对戒”的话,只要有台3-D打印机,这些 礼物也就是画画图的事儿.星际迷航“公司号”中的毕卡特舰长想喝茶,只需跟他的Replicator说三个词:茶、格雷伯爵、热的.MakerBot的同名机器虽然还不会冲茶, 个茶杯却是相当在行的.

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