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由3D打印技术在各学科的实践浅谈其在流体力学中的应用
作者:丁周
来源:《世界家苑·学术》2017年第09期
摘要:自3D打印技术(3D Priting)在20世纪末进入人们的认知领域以来,其以迅猛的发展态势在工业制造、医学等领域掀起了一场技术变革,成为了快速成型技术领域的一股新兴力量,引起了各学科的学者和研究者的关注。本文针对3D打印技术,概括性的分析了近些年3D打印技术在诸如制造业、医学等学科领域国内外的发展现状以及其在流体力学学科上的尝试性应用,然后根据3D打印技术在模型制造上的优势提出了其在流体力学颗粒沉降问题研究中的应用与发展分析,最后对3D打印技术在流体力学上的广泛应用做了预见性的分析。 关键词:3D打印;流体力学;模型制造 引言
与传统的材料加工和模型制造工序不尽相同,3D打印技术是通过连续的物理物质一层一层堆叠来形成物件的加工技术,所以可以称其为添加制造技术。3D打印技术正在全世界范围内引领技术性的变革,就其应用性质而言,不仅仅是打印技术研发及生产的孤立技术,更是对各行各业的全面覆盖及渗透,甚至可以说是一种全新的商业模式。在十几年的迅猛发展过程中,3D打印技术已经能够将人们的设计创意迅速的转变为实物,并且达到精细化、规模化和快速化的要求。在轻工业,3D打印有望逐步取代传统的制造工艺,医学、制造业、电子技术等领域的学者纷纷在各自的学科领域引进3D打印,这预示着3D打印产业将会成为21世纪前景广阔的技术产业。
1.3D打印技术在各学科中的应用
在3D打印的快速发展的历程中,国内外各个学科的科研机构开始广泛引进3D打印技术来进行学科建设和探索。经过十几年的经验和技术的积累,这种技术已经渐渐被熟练应用于各学科上。抛开3D打印现存的一些问题,它在各个学科上的应用中带来的利总是远远超过其技术上现存问题带来的弊端。
在国内,因为传统加工制造方法难以制备高性能的大型复杂金属部件,杨德建,刘仁洪针对其应用了3D打印技术并加以研究。研究结果表明:虽然复杂的大型金属部件在3D打印制造工艺和装备中存在着些许不足,但是其3D打印短时耗、无需模具、组织晶粒小而致密和节省材料等优点相对于传统制造技术有着无可比拟的优势,随着未来智能控制和部件成形等消除变形和缺陷等技术的优化,3D打印技术打印的大型复杂金属部件性能将进一步得到提高。3D打印技术在医学方面的发展尤为突出,2014年10月,在3D打印技术的帮助下,科学家和医