如今3D打印漸漸進(jìn)入大眾視野，可能很多人會(huì)問(wèn)3D打印到底是什么？其實(shí)，3D打印作為大眾心中高科技的象征之一，離我們并不遙遠(yuǎn)，已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中有非常多的應(yīng)用，比如在醫(yī)療行業(yè)、考古、巖層分析等科學(xué)研究，產(chǎn)品研發(fā)、模型制造、飾品、工藝品等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。3D打印變革了生產(chǎn)方式，提供給各行各業(yè)新的解決方案，它被稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)第四工業(yè)革命的重要手段之一。
3d打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)，與傳統(tǒng)加工制造業(yè)不同，3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了增量制造，這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、不需要龐大的機(jī)床和眾多的人力，可以直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可生成任何形狀的零件。從而使得設(shè)計(jì)不再受加工工藝的局限。
由于3D打印技術(shù)特殊的工作原理，以及高效、低成本、個(gè)性化、高易用性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得3D打印技術(shù)有著很強(qiáng)的適應(yīng)性，人們正在逐步將3D打印技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)制造領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠性、快速生產(chǎn)。
再來(lái)說(shuō)說(shuō)泰琛測(cè)試的專(zhuān)業(yè)：工業(yè)CT。工業(yè)CT系統(tǒng)采用輻射成像原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的非接觸式三維高精度掃描成像，可獲得產(chǎn)品內(nèi)部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵零部件、組件和系統(tǒng)的精確定量無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)，在工業(yè)設(shè)計(jì)制造的各個(gè)階段都發(fā)揮著重要的作用。
近年來(lái)，高精度工業(yè)CT和3D打印這兩項(xiàng)高新技術(shù)分別在各自服務(wù)的領(lǐng)域快速發(fā)展著，在工業(yè)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域尚未結(jié)合在一起運(yùn)用。而在技術(shù)來(lái)說(shuō)上,他們卻如同一對(duì)孿生技術(shù)，構(gòu)成了制造業(yè)的兩個(gè)發(fā)展方向:高精度工業(yè)CT是把產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行分層掃描獲取三維數(shù)據(jù)模型，是一個(gè)實(shí)物數(shù)字化的微分過(guò)程;3D打印技術(shù)是將產(chǎn)品的三維數(shù)字模型形成分層數(shù)據(jù)，進(jìn)行分層打印，逐層疊加，是一個(gè)數(shù)字實(shí)物化的積分過(guò)程。兩者在設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合，將共同完成一個(gè)“產(chǎn)品-工業(yè)CT掃描-三維數(shù)字模型-3D打印-快速成型”的過(guò)程，可以綜合工業(yè)CT和3D打印技術(shù)這兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)一種高效、新型、便捷的設(shè)計(jì)制造模式，將極大提高我國(guó)在科研和生產(chǎn)制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)制造能力。
工業(yè)CT技術(shù)和3D打印技術(shù)的案例大概是這樣的：首先使用4MeV高能工業(yè)CT系統(tǒng)對(duì)某一工件進(jìn)行錐束掃描，獲得一系列二維斷層圖像;再將圖像導(dǎo)入VGStudioMAX軟件，構(gòu)建工件的三維模型;將工件內(nèi)部的感興趣區(qū)域單獨(dú)提取出來(lái)，輸出三維表面數(shù)據(jù);由3D打印軟件構(gòu)建3D打印數(shù)據(jù)，并輸出到3D打印機(jī)，完成三維實(shí)體模型的打印。最后可實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣區(qū)域模型的的重點(diǎn)研究。
最早的時(shí)候，國(guó)內(nèi)外3D打印采用的掃描方式都是光學(xué)三維掃描，其基本原理是利用可見(jiàn)光對(duì)目標(biāo)做360°掃描，再通過(guò)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行計(jì)算、修改，從而形成一個(gè)數(shù)字化的三維立體圖像，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱蛴C(jī)，通過(guò)逐層打印形成立體實(shí)物。這種方式僅能獲得實(shí)物的外形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，比如具有內(nèi)部型腔結(jié)構(gòu)的工件則束手無(wú)策。而工業(yè)CT技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維高精度掃描，并且不接觸和破壞零件，既能保存實(shí)體的完整性，又能提供3D打印所需的高精度數(shù)字化信息。
對(duì)于3D打印的產(chǎn)品，后期缺乏可靠的檢測(cè)手段。在調(diào)研中我們了解到，目前3D打印廠家對(duì)于所打印的產(chǎn)品，外部尺寸采取用三維掃描儀測(cè)量的方式，而對(duì)于內(nèi)部材料及結(jié)構(gòu)的檢測(cè)則沒(méi)有統(tǒng)一的做法。因此，國(guó)內(nèi)目前缺乏這樣的一種高精度、高可靠性、為大家認(rèn)可的新型檢測(cè)手段。工業(yè)CT作為一種數(shù)字化的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備能給出工件斷層數(shù)字圖像以及數(shù)字化透射圖像，可以對(duì)金屬、非金屬、復(fù)合材料等材質(zhì)的工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行檢測(cè)和質(zhì)量評(píng)價(jià)，從而能夠?yàn)樵撔袠I(yè)提供一種精確可靠的檢測(cè)手段。
