3D列印機的演進與應用

The Evolution and Applications of 3D Printing Machines
Irfan M Golgeri
2025-01-02
3D列印機的演進與應用

3D 列印,也稱為積層製造,是一項正在改變醫療保健、汽車、航空航太和消費品等行業的技術。其核心。

3D 列印機如何運作?

3D 列印過程是疊加式的,這意味著材料逐層沉積以建構最終產品。以下是所涉及步驟的基本細分:

 

  1. 設計 3D 模型 :3D 列印的第一步是創建物件的數位設計。這通常是使用電腦輔助設計 (CAD) 軟體來完成的。然後將設計轉換為數位檔案格式(例如 STL 或 OBJ),以便 3D 列印機讀取。
  2. 準備印表機 :需要根據項目使用適當的材料(塑膠、金屬、樹脂等)來設定 3D 列印機。機器還需要進行校準,以確保準確列印物體。
  3. 列印 :機器準備好後,列印過程開始。印表機讀取數位設計並開始鋪設材料,通常是薄層。每一層在沉積時都會凝固或硬化,與前一層結合形成完整的物體。
  4. ...

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2024 年的 Festival des Architectures Vives 展示了其公共獎得主 RHUBARB,這是由 Atelier DARN 設計的觀眾驅動 裝置 ,融合了建築、體育和環境意識。該項目建於 法國 蒙彼利埃 18 世紀歷史古蹟 Hôtel d'Aurès 的庭院內,擁有 1,000 件由環保 PET 長絲 製成的 3D 列印元件,尺寸和顏色各不相同,以參考發現的色調在蒙彼利埃和庭院中,象徵人類的多樣性和包容性。更重要的是,該裝置體現了節日的精神,即透過深入吸引觀眾來振興休眠空間並激發集體想像。其有意義的設計受到了各個年齡層的熱烈關注,使其以極高的票數榮獲公共獎。  受奧運啟發的互動裝置 受奧運的節奏和演變的啟發,自古以來,觀眾在不斷變化的運動、團隊和主題中保持不變,RHUBARB 慶祝觀眾在建築節上的積極作用(更多資訊請參見 此處 )。進入展館後,參觀者成為了藝術品,而展館本身則充當了觀眾的角色,鏡像和反映了他們在庭院中的動作。正如 Atelier DARN( 在此處 查看更多內容)所解釋的那樣,「Rhubarb」這個詞指的是電影佈景中完成場景的環境背景噪音,反映了觀眾集體聲音的微妙而重要的本質。  將運動變成音訊體驗的交響樂 從這個意義上說,Atelier DARN 的裝置融合了聲音和動態雕塑的元素,將觀眾的動作轉變為具有迷人燈光顯示的音訊體驗交響樂。互動可以很簡單,例如用手推、觸摸或擦過碎片、產生風等等。鼓勵參與者走進藝術品內部,透過其彎曲的形式成為中心。大黃在庭院內的放置也確保了與自然光源的共生關係。當陽光透過不同的配置時,陰影在舞台上舞動,強調了作品的短暫性。  ATELIER DARN 的大黃可持續 3D 列印設計 為了追求環境責任,Atelier DARN 透過三種不同類型的 3D 列印材料探索永續生產方法:由家庭廢棄 PET 瓶製成的手工 PET 長絲; BASF Forward AM 生產的工業基礎長絲 Ultrafuse®️ rPET,從後工業 PET 廢料中回收; NOVINOV 獨特的植物性材料,由具有可生物降解特性的芒草製成。從本質上講,RHUBARB 強調了永續和互動設計的變革潛力,展示了產業內生態意識實踐的潛力。 圖片 © 迭戈·阿爾博·馬丁內斯     圖片©photoarchitecture.com 專案資訊:   名稱:  大黃 地點: 法國蒙彼利埃奧雷斯酒店 建築師:   Atelier DARN  |  @atelier_darn 項目: 2024 年建築節 |   @festivaldesarchitecturesvives 外圈直徑 :4米 內圈直徑:  2米 內容來源: https://www.designboom.com  
令人著迷的 3D 列印燈具有永不重複的迷宮設計
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3D 列印是一項真正革命性的技術,它打開了創造力和設計的大門。它為幾乎每個人提供了實現夢想和實驗想法的強大工具。這些機器也使設計的執行變得更加靈活,例如為每個輸出添加隨機性元素。這就是每盞迷宮燈為您的房間帶來的獨特性,以其獨特的線條和蜿蜒的路徑吸引您的注意力,即使在燈關閉時也能創造出光影的效果。   大多數人可能認為 3D 列印機是放在桌子上的超大盒子,透過一層又一層融化的塑膠來完成一個小形狀。事實上,3D 列印機有不同種類和不同類型的列印,雖然最受歡迎的機器是為個人或小型企業使用而設計的,但沒多久工業級的機器就出現了。這種印表機在移動方面提供了更多的靈活性,並且可以覆蓋更廣泛的區域。 迷宮燈設計利用了這項功能,讓工業 3D 列印機在旋轉軸上佈置線條。通常情況下,你會得到一個圓柱形的形狀,看起來像是由一根超大意大利麵條製成的,塑膠材料繞著緩慢旋轉的底座盤繞著。但是,如果在旋轉時向前、向後和側向移動噴嘴,則可以創建更有趣的圖案,看起來像迷宮的線條。將這些線堆疊在一起,你就會在圓柱體上得到一個三維迷宮。 這個過程更特別的是這些線條的圖案是隨機的。沒有兩盞迷宮燈具有相同的設計,這使得每個迷宮燈都成為獨一無二的物品。對於程式設計師和設計師來說,這種程式生成的模式為每次迭代添加了獨特的特徵。額外的好處是,3D 列印機使用的材料是由廢棄冰箱門切碎的塑膠製成的,為我們的垃圾帶來了美麗的新生命。 由於核心周圍印有三維圖案,迷宮燈無論燈是否打開都會吸引觀眾。發出的光發出怪異的光芒,幾乎就像在一些古老的阿茲特克神廟中發現的一些超凡脫俗的神器。就其本身而言,這盞燈變成了一件雕塑藝術品,就像一個圖騰,代表了製造它的文明的美學和技術。 內容來源: https://www.yankodesign.com/  
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TIGAX 2024以永續發展、科技創新和設備商整合這三大亮點,揭示了印刷與包裝產業未來發展的方向,並為業界提供探索新技術及推動數位化、綠色轉型的絕佳示範。此次展覽匯聚了全球的產業專家與領導者,展示最前沿的設備與技術,成為國內印刷業界的一大盛會。《設計印象》發行人黃義盛特別帶領參觀,並深度剖析了本屆展覽的三大焦點,本篇報導將著重分享,如何透過環保材料及低碳技術實現永續發展: 永續發展:響應環保需求的核心 節電率可達 60-80%的光源企業 光源企業的LED UV產品在節能和環保方面提供了顯著的效益,通常LED UV光源的節電率通常可達 60-80% ,是在以下幾個方面表現優異: 節電率提升:相比傳統的汞燈UV光源,LED UV光源的節電率通常可達 60-80%。這是由於LED具有更高的能量轉換效率,可以以更低的功率達到相同的紫外線輸出,顯著降低了整體能耗。 低溫度輸出,不影響環境溫度:LED UV光源的運作溫度較低,這不僅有助於減少設備本身的熱量生成,也能避免對周圍環境溫度的影響。在封閉或溫度敏感的操作環境中,如印刷或醫療設備,LED UV光源的低溫特性可以減少空調降溫的需求,進一步提升整體系統的節能效果。 綠色效益:由於LED UV光源不含汞,且壽命長達數萬小時,因此可以減少更換頻率,降低資源消耗與廢棄物排放,符合綠色設計和環保的要求。結合其優秀的節電表現和對環境溫度影響小的特性,LED UV技術是一種具備高度可持續性的解決方案,尤其在注重節能減碳和環保的應用中展現出色的綠色效益。 這些優勢使LED UV產品特別適合於醫療、印刷、包裝等對能源和環境要求高的行業,為客戶帶來更高效、更環保的光源選擇。 將碳排數據整合進包裝設計軟體的艾司科印刷科技 ESKO 的設計軟體整合碳排數據與計算,搭配軟體中每一個設計決定,創新發展出設計時就可以預先計算碳排數據的工具,從設計源頭協助企業達成低碳目標,推動包裝設計流程向更高永續性推進。 首先,Cape Pack 碼垛軟體能優化運輸過程。它幫助企業分析和設計最佳的包裝和托盤方案,確保在運輸過程中最大化空間利用,減少材料浪費。透過更高效的運輸安排,Cape Pack 不僅節省了成本,還能顯著減少碳排放量。 其次,Studio 3D 包裝設計軟體讓設計師能夠在虛擬環境中創建 3D 校樣,取代傳統的實體模型。這不僅減少了實體樣品的製作,避免浪費資源,還能提升設計準確度,減少返工和材料的浪費,從而降低整體碳足跡。 ArtiosCAD 則是針對結構設計的專業軟體,適用於瓦楞紙和折疊紙盒的設計開發。透過 2D 和 3D 的虛擬設計與原型測試,ArtiosCAD 能減少包裝的材料使用及設計過程中的錯誤,優化生產效率。 最後,ESKO 與 CarbonQuota 的合作將碳足跡資料直接集成到設計流程中,透過 S2 雲端平台,企業可以在設計階段即時獲取每一項設計決策的碳排放數據,幫助企業做出更可持續的選擇。這樣的數據驅動型設計流程,讓包裝設計與物流運輸的每個階段都具備更精確的碳排放預估,從而支持企業達成低碳與綠色轉型的目標。 透過這些解決方案,ESKO 的設計軟體為企業提供了從設計到生產的全流程低碳管理工具,幫助企業在追求高效的同時實現永續發展。 福茂大勤代理推動Xeikon與可食用級環保碳粉的應用發展 Xeikon 的環保碳粉具備多項創新應用特色,支持標籤與包裝產業的永續發展,成為業界低碳轉型的重要推動力。其碳粉的應用特色包括: 低能耗技術 :Xeikon 的碳粉設計可實現低溫定影,減少打印過程中的能源消耗,從而降低碳排放量。這不僅有助於節能,還延長了設備的使用壽命,提高生產效率。 碳粉耗材低碳環保 :Xeikon 耗材最吸引人的就是是 Eco 碳粉,這是一種下一代食品安全碳粉,其中含有 60% 的高級再生 PET。這使其成為「環保包裝應用的理想解決方案」,且碳粉符合 可食用級耗材認證 (雀巢標準),這代表其材料安全性達到國際最高標準,特別適合應用於標籤和食品包裝印刷中。這項認證保證了產品的無毒性和對環境的友好,提升了產業的環保標準。 高效用粉與資源節省 :Xeikon 碳粉具有更高的轉印效率,打印過程中用粉量更少,但依然能保證高品質的印刷效果,減少耗材浪費,進一步降低資源消耗和環境負擔。 可回收性與無毒材料 :Xeikon 的碳粉材料和包裝可回收,符合全球環保標準,減少了廢棄物的生成。碳粉採用無毒、無害的材料,保證了生產過程的安全與環保。 為標籤及包裝產業創造永續生產的前瞻指引 :透過碳粉的創新應用,Xeikon 幫助標籤和包裝業實現更高的可持續性,不僅在生產過程中大幅減少碳排放,還通過提高材料使用效率,為行業樹立了低碳運營與綠色生產的新標準。
澳洲模型製作公司對大型 3D 列印機的出色設計
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無論您是為工業設計工作室還是電影場景製作模型,泡沫都是製作大型假物件的首選材料。這是一種相當經濟的增肌方式。 然而,泡沫的處理可能很混亂且耗時。當然,你需要一位熟練的工匠來雕刻它。規模越大,就越需要為結構添加鋼支撐。然後是收尾工作;如果您的大型物體需要承受電影場景中的假雨,泡棉將需要費力的整理、密封和打磨。 澳洲模型製作店 Studio Kite 了解所有這些問題。該公司自 90 年代以來就已存在,您可能已經看過他們的作品;他們創造了尼奧在 《駭客任務》 中醒來的有機電池組。 2000 年代,他們開始嘗試使用機械手臂進行 3D 列印。該公司的首席工程師 Steve Rosewell 設計了這個系統,但希望做得更大。隨後,他開發了 Cadzilla ,這是一款類似電梯井的巨型 3D 列印機。 在設計機器時,羅斯韋爾最初考慮了 3 臂三角形配置,但發現它太不精確。透過添加第四隻手臂,他不僅提高了準確性,還將建造區域縮小為更方便的方形佔地面積。 令人難以置信的是,該機器可以列印 8.5 英寸見方、近 12 英寸高(2.6m 見方,3.6m 高)的物體。內部支撐網格可以融入設計中,從而無需稍後添加內部支撐。 透過專注於噴嘴的設計,羅斯韋爾創造了另一個優勢。它具有一個振動板,可在沉積擠出材料時將其壓平。這意味著隨著每一層的建立,「我們不會將圓珠放在圓珠上,」羅斯韋爾解釋道。 “我們實際上是在把絲帶放在絲帶上。” “我們可以使用 8 毫米寬的絲帶,但只能向上 1 毫米。這意味著我們的懸垂物確實可以延伸很長一段距離。” 在像這樣的薄帶上進行列印意味著更快的冷卻時間,而層之間更精細的連接意味著精加工所花費的時間更少。並且可以實現堅固、戶外安全的飾面。該公司表示:“零件可以採用水性丙烯酸改性水泥材料來完成,這種材料防風雨且堅韌。” 設計的另一個精彩部分是:羅斯韋爾設計的 Cadzilla 使用顆粒而不是細絲作為原料。這提供了兩個好處。首先,顆粒可以以比長絲更低的成本大量購買。第二,如果設計不正確,團隊可以簡單地將其研磨,然後將研磨物倒入料斗中進行第二次復飛。這大大減少了浪費。 Cadzilla 可以使用 ABS、PE、PP、PVC、PLA、HDPE 和 TPE/TPU 橡膠進行列印。 該公司表示,他們計劃將凱斯拉推向市場。 下面是這台機器及其功能: 內容來源: https://www.core77.com/
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TIGAX 2024實為國內印刷業界的一場盛會,匯聚全球產業專家與領導者,展示最新設備及技術。本次展覽由《設計印象》發行人黃義盛帶領參觀,並為我們深度探討本屆展出的三大亮點:永續發展、科技創新與設備商整合, 永續發展:響應環保需求的核心 首先,永續發展是此次展會的亮點之一,全球市場對環保的需求日益增加,在面對氣候變化和環境惡化的挑戰下,印刷與包裝產業必須積極採取行動,為可持續未來作出貢獻。於會展中各種環保材料、低碳技術和循環經濟解決方案,從可回收、可降解材料到符合國際環保規範的產品,協助印刷包裝產業推動綠色轉型。 圖說:設計印象展位的永續主題展示 例如在設計印象永續專區的展示,透過水性淋膜的食品包裝材料,這些材料不僅可直接回收,同時完全無塑的材料,可免除傳統塑膠對環境的影響。或是替代傳統的石油基的植物油基油墨,相較於石油基油墨更容易分解,且減少了揮發性有機化合物(VOCs)的排放,有助於降低對環境的影響。這些創新材料與解決方案,將可協助助於企業滿足日益嚴格的環保法規,還能提高品牌形象,吸引對可持續性有高要求的消費者。 在永續發展的實踐中,設備節能技術也扮演著至關重要的角色,透過採用高效能的生產設備,企業可以顯著降低能耗,減少碳排放,於展會看見節電成效超過70%以上的LED UV固化系統,不僅低碳,還能省錢。此外展會還參觀了先進的包裝設計軟體,這些軟體不僅能優化包裝設計,還具備碳排放預估計算的功能,幫助企業在產品開發的初期便能評估其環境影響,從而做出更具可持續性的設計選擇。 選擇好的技術應用,不單能降低碳排放,還能滿足市場對環保的需求。企業在使用這些技術和工具後,不僅能提升產品的市場競爭力,還能在永續發展的浪潮中占得先機。 科技創新:推動數位轉型的動力 其次,科技創新是TIGAX 2024的亮點之一,並將成為推動數位轉型的關鍵因素。伴隨著人工智慧(AI)、物聯網(AIoT)及自動化技術以及雲端服務應用的快速發展,印刷與包裝行業從接單服務、客戶溝通、設計與印前製作、生產管理、設備控制,整個生產服務流程都將臨前所未有的變化,我們也觀察到這些科技在實際應用中的成功案例,包括生產設備中的AI、物連數據與雲富物平台呈現的智慧工廠樣貌。 AI技術的引入使企業能夠進行更深入的數據分析,從而提升決策的準確性。例如,應用AI模型建立數位設備色彩品質穩定,或是透過AI演算法的協助,印出出與過去樣張的一樣的色彩。同時,AI還能在品質控制中發揮重要作用,通過自動檢測產品缺陷,確保最終產品的質量達到標準。 物聯網技術的應用使設備之間可以互相連接,實現信息的即時共享。這種互聯性不僅提高了生產過程的透明度,還能使企業更好地掌控庫存和物流管理。隨著數據實時更新,企業能夠根據市場需求快速做出反應,提升客戶滿意度。 圖說::富士軟片將推出內建AI功能的新機種 此外,展會還將展示先進的雲端解決方案,這些解決方案使企業能夠更靈活地管理資源,並在全球市場中迅速擴展。企業可以利用雲端技術實現更高效的協作,尤其是在跨地區或跨國業務中,這將使企業在全球競爭中立於不敗之地。 設備商整合:提升運營效率的關鍵 最後,設備商整合是本屆展覽的重要主軸之一。隨著印刷與包裝產業的不斷升級,設備供應商在整合生產線和技術合作方面扮演著關鍵角色。與我們在Drupa24所觀察到的狀況相同,展會的展出促進設備商之間的技術合作,並透果跨廠牌設備的整合串接,讓印刷業者得以打造更加一體化和智慧化的生產系統。 圖說:理光與後端加工設備整合的產線吸引無數目光 展會將會看見各品牌設備商之間的強強聯手,通過跨廠牌的技術整合,實現生產設備的最佳搭配,也出現代理商從策略發展面上,自行規劃代理品牌的完整性,印刷業者蔡規劃產線設備時透過這樣的合作規劃,獲取不同設備的最佳性能,實為最大的受益者。 圖說:華旭實業以完整的產品代理策略說明對整合的關鍵影響力之體認 TIGAX 2024在 永續發展 、 科技創新 和 設備商整合 這三大亮點,揭示印刷與包裝產業的未來發展的方向,並提供探索新技術及推動數位化、綠色轉型的絕佳示範。後續的報導就以幾家參展商的簡單介紹,為大家描述其對應之亮點與發展趨勢。
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如果您在倫敦, 設計博物館 是您尋找創意靈感或度過有趣的一天的好地方。他的多元化博物館位於肯辛頓大街,將自己視為一個不斷變化的空間,供公眾、工業和教育界聚集在一起探索新想法。如果您有一段時間沒去那裡了,這裡有一個新的藉口可以去那裡。 在過去的八年裡,博物館的二樓舉辦了 Morag Myerscough 的精彩裝置作品《 Designer Maker User》 。 但現在是改變的時候了,一個出色的新公共委員會已經取而代之。 蓬勃發展的生態系統 《我們時代的寓言》是一幅 15m 長的三聯畫,利用民間故事和新的表情符號來審視人類與自然環境的關係。 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 該裝置由三個面板組成,每個面板都講述了一個關於對繁榮星球至關重要的生態系統的特定故事。三個場景涵蓋了蜜蜂、珊瑚和蘑菇的生態系統。這些故事以當代民間故事的形式呈現,主角是主張自然系統至上的敘事者。 這些面板由 176 個不斷旋轉的棱鏡組成,由建築和設計工作室 Space Pop (Lara Lesmes 和 Fredrik Hellbergin)與建築歷史學家 Shumi Bose 合作創建。 每個面板包含數百個表情符號,所有這些表情符號都是專為該委員會設計的,並以馬賽克般的圖案排列。它們代表自然和人類系統,從細胞和物種到農藥和廢物。除了電池、煙頭和 Wi-Fi 符號之外,還有昆蟲、植物和海洋生物。 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 第一個飾帶展示了一大片花朵,代表蜜蜂的工作,蜜蜂是與花朵合作幫助它們繁殖的重要授粉者。下一個面板顯示了一群潛水員正在維護的珊瑚礁。然後,最後一個面板展示了蘑菇及其根網絡(菌絲體)的世界。 故事講述者為每個飾帶注入活力,他們出現在前景中,講述或表演有關其生態系統的故事。他們戴著動物面具,在故事中扮演非人類演員:狐狸、老鼠、烏龜和蠑螈。 概念與委託 這個想法是,參觀者可以從博物館內的不同有利位置思考這個裝置,並思考人類如何以既治癒又有害的方式與自然環境糾纏在一起。距離越近,三聯畫揭示的內容就越多。 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 「我們選擇民間故事作為委員會的核心,因為它們長期以來一直是分享警示故事的一種手段,」弗雷德里克說。 「從某種程度上來說,氣候危機是一場講故事的危機,因為很難傳達生態變化的巨大性或規模。21世紀需要一套新的童話故事來想像我們如何共同設計當今地球的可能性。 這項工作是由設計博物館的國家綠色轉型研究計劃“未來觀察站”委託進行的,該計劃正在探索“超越人類的設計”,作為重新連接其他物種和生態系統以保持地球健康的一種方式。 (計劃於 2025 年舉辦類似的大型展覽。) 資金來自藝術與人文研究委員會,該委員會是英國研究與創新的一部分。 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 設計博物館時代的寓言。 © Rob Harris 設計博物館 正如未來觀測站主任賈斯汀·麥奎克(Justin McGuirk) 所解釋的那樣:「綠色轉型是設計博物館使命的核心部分,它不僅僅是碳排放,還涉及與生活世界的重新連結。我們講述的故事是這種重新連結的核心,寓言故事「我們的時代」將自然系統置於博物館的核心。 「這是一部內容豐富的圖文交流作品,鼓勵各個年齡段的參觀者思考其他物種在人類故事中的作用。這件作品是如此詳細,你參與得越多,它揭示的就越多。它令人驚嘆,我們很高興數十萬遊客將能夠免費享受它。 內容來源: https://www.creativeboom.com/