什么是 FDM(熔融沉积成型)3D 打印？
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熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印，也称为熔丝制造 (FFF)，是 材料挤出领域内的一种增材 制造 (AM)工艺。FDM 通过在预定路径中选择性地沉积熔融材料来逐层构建零件，并使用 以细丝形式出现的 热塑性聚合物。
FDM 是全球最大的桌面和工业级 3D 打印机安装基础，是使用最广泛的技术，并且可能是您在 3D打印出现时想到的第一个工艺。
FDM 3D 打印如何工作？
FDM 3D 打印机的工作原理是将熔化的灯丝材料逐层沉积在构建平台上，直到您完成零件。FDM 使用上传到机器本身的数字设计文件并将其转换为物理尺寸。 用于 FDM 的材料 包括 ABS、 PLA、 PETG和 PEI等聚合物，机器通过加热喷嘴将它们作为线喂入。
要操作 FDM 机器，首先将一卷这种热塑性长丝装入打印机。一旦喷嘴达到所需温度，打印机就会通过挤出头和喷嘴将细丝送入。
这个挤压头连接到一个三轴系统，允许它在 X、Y 和 Z 轴上移动。打印机将熔化的材料挤出成细丝，并沿着设计确定的路径逐层沉积。一旦沉积，材料就会冷却并固化。在某些情况下，您可以将风扇连接到挤出头以加速冷却。
要填充一个区域，需要多次通过，类似于使用标记为形状着色。当打印机完成一层时，构建平台下降，机器开始下一层工作。在某些机器设置中，挤出头向上移动。重复此过程，直到零件完成。
典型 FDM 打印机示意图
FDM 3D 打印机的打印参数是什么？
大多数 FDM 系统允许您调整多个过程参数。这些包括喷嘴和构建平台温度、构建速度、层高和冷却风扇速度。如果您是设计师，通常不必担心这些调整，因为AM操作员可能已经涵盖了这些。
但是，需要考虑的重要因素是构建尺寸和层高。桌面 3D 打印机的常见构建尺寸是 200 x 200 x 200 毫米，而工业机器的尺寸可以达到 1,000 x 1,000 x 1,000 毫米。如果您更喜欢使用台式机打印您的零件，您可以将一个大模型分解成更小的部分，然后 重新组装。
FDM 的典型层高范围在 50 到 400 微米之间。打印较短的层会产生更平滑的零件并更准确地捕捉弯曲的几何形状，尽管打印较高的层意味着您可以快速创建零件并且价格更低。
设计提示： 我们建议的明智折衷方案是打印 200 微米厚的层。
桌面和工业 FDM 打印机之间有区别吗？
FDM 打印机通常分为两大类：工业（也称为专业）和桌面（也称为原型）机器。两种打印机等级都有不同的应用和优势，尽管两种技术之间的主要区别在于它们的生产规模。
工业 FDM 3D 打印机，如 Stratasys 3D 打印机，远比台式机贵得多——台式机主要用于家庭和消费者使用——因此将它们用于您的定制零件将运行更高的标签。由于工业机器比桌面 FDM 打印机更高效、更强大，它们更常用于工具、功能原型和最终用途零件。
同样，工业 FDM 打印机可以比台式机更快地完成更大的订单。它们专为可重复性和可靠性而设计，可以在最少的人工干预下一遍又一遍地生产相同的零件。桌面 FDM 打印机几乎没有那么强大。对于台式机，您必须执行频繁的用户维护和定期校准。
在本文中，我们将介绍这种流行的添加剂技术的基本原理和关键特性。我们还探讨了为桌面应用和工业应用构建的 FDM 机器之间的差异，并为工程师提供提示和技巧，以从FDM 3D打印中获得最佳结果。
在下表中，我们分解了典型桌面 FDM 机器和工业机器之间的主要区别。
工业 FDM
桌面 FDM
标准精度
± 0.15%（下限 ± 0.2 毫米）
± 1%（下限：± 1.0 mm）
典型层厚
0.18 - 0.5 毫米
0.10 - 0.25 毫米
最小壁厚
1 毫米
0.8 - 1 毫米
最大构建范围
大（例如 900 x 600 x 900 毫米）
中等（例如 200 x 200 x 200 毫米）
常用材料
ABS、PC、ULTEM
PLA、ABS、PETG
支撑材料
水溶性/分离型
与零件相同（通常）
生产能力（每台机器）
低/中
低的
机器成本
$50000+
$500 - $5000
FDM 3D打印有哪些特点？
虽然 FDM 3D 打印机的挤压系统和您从各种机器获得的零件质量各不相同，但您可以从每个 FDM 打印过程中获得一些共同的特征。
翘曲
翘曲是 FDM 中最常见的缺陷之一。当挤压材料在凝固过程中冷却时，其尺寸会减小。由于打印部件的不同部分以不同的速度冷却，它们的尺寸也以不同的速度变化。差异冷却会导致内部应力的累积，从而将下面的层向上拉，导致其翘曲。
有几种方法可以防止翘曲。一种方法是密切监控 FDM 系统的温度，尤其是构建平台和腔室。您还可以增加零件和构建平台之间的附着力以减轻翘曲。
在设计过程中做出某些选择也可以减少零件翘曲的可能性。这里有一些例子：
大而平坦的区域 - 就像您在矩形盒子上看到的那样 - 更容易翘曲。尽可能避免这些。
薄的突出特征——想想前叉上的叉子——也容易翘曲。在薄部件的边缘添加额外的导向或应力消除材料以增加与构建平台接触的区域有助于避免这种情况。
尖角比圆形更容易变形，因此我们建议在设计中添加圆角。
每种材料都有其自身的翘曲敏感性。例如，ABS 通常比 PLA 或 PETG 对翘曲更敏感。
随着新沉积层的冷却，它们会收缩，将下面的层向上拉，从而导致翘曲。
层粘合
零件沉积层之间的牢固粘合在 FDM 中至关重要。当 FDM 机器通过喷嘴挤出熔融热塑性塑料时，这种材料会压在先前印刷的层上。高温和高压导致该层重新熔化并使其与前一层粘合。
并且由于熔融材料压在先前印刷的层上，因此其形状会变形为椭圆形。这意味着无论使用何种 层高，FDM 零件始终具有波浪形表面，并且诸如 小孔或 螺纹之类的小特征可能需要后处理。
FDM 材料挤压型材。
支撑结构
FDM 打印机无法在稀薄的空气中沉积熔融的热塑性塑料。某些零件几何形状需要支撑结构，这些支撑结构通常采用与零件本身相同的材料印刷。
通常，移除支撑结构材料可能很困难，因此设计零件以最大限度地减少对支撑结构的需求通常要容易得多。可以使用溶解在液体中的支撑材料，但您通常将它们与更高端的 FDM 3D 打印机一起使用。请注意，使用可溶解支撑物会增加打印的总成本。
填充和壳厚度
为了减少打印时间和节省材料，FDM 打印机通常不生产实体零件。取而代之的是，机器在数次通过后追踪外周界（称为外壳），并用内部低密度结构填充内部（称为填充物）。
填充物和外壳厚度显着影响 FDM 打印部件的强度。大多数桌面 FDM 打印机具有 20% 的填充密度默认设置和 1 毫米的外壳厚度，这为快速打印提供了强度和速度之间的适当折衷。
不同填充密度的 FDM 打印的内部几何形状
下表总结了 FDM 3D 打印的主要特点。
FDM
材料
热塑性塑料（PLA、ABS、PETG、PC、PEI 等）
尺寸精度
± 0.5%（下限 ± 0.5 mm） - 桌面
± 0.15%（下限 ± 0.2 mm） - 工业
典型构建尺寸
200 x 200 x 200 毫米 - 桌面
900 x 600 x 900 毫米 - 工业
常用层厚
50 至 400 微米
支持
并不总是需要（可溶解可用）
FDM 3D打印的常用材料有哪些？
FDM（桌面和工业）的主要优势之一是该技术的材料范围广泛。这包括 PLA和ABS等商品热塑性塑料，PA、 TPU和 PETG等工程材料以及PEEK和 PEI等高性能热塑性塑料 。
PLA 灯丝是桌面 FDM 打印机中最常用的材料。使用 PLA 打印相对容易，并且可以生产具有更精细细节的零件。当您需要更高的强度、延展性和热稳定性时，通常使用 ABS。但是，ABS 更容易翘曲，特别是如果您使用的是没有加热室的机器。
桌面 FDM 打印的另一种替代方法是 PETG，它的成分和打印的容易程度可与 ABS 相媲美。所有这三种材料都适用于大多数 3D 打印应用，从原型设计到形状、配合和功能，再到模型或功能部件的小批量生产。
另一方面，工业 FDM 机器主要使用 工程热塑性塑料，包括 ABS、 聚碳酸酯 (PC)和 Ultem。这些材料通常配备有添加剂，这些添加剂会改变它们的特性，使它们特别适用于工业需求，如高冲击强度、热稳定性、耐化学性和生物相容性。
用不同的材料打印会影响零件的机械性能和精度，以及成本。
FDM 3D 打印的后处理
FDM 3D打印部件可以通过多种后处理方法达到相当高的标准，包括打磨和抛光、底漆和喷漆、冷焊、蒸汽平滑、环氧树脂涂层和金属电镀。
使用 FDM 进行打印的最佳做法是什么？
FDM 可以快速且经济高效地生产原型和功能部件。
有多种材料可用于 FDM。
桌面 FDM 3D 打印机的典型构建尺寸为 200 x 200 x 200mm。工业机器具有更大的构建尺寸。
为防止翘曲，请避免大面积平坦区域并在尖角处添加圆角。
FDM 本质上是各向异性的，因此不适用于机械关键部件。
FDM 机器的最小特征尺寸受喷嘴直径和层厚的限制。
材料挤压使得无法生成几何形状小于层高（通常为 0.1 - 0.2 毫米）的垂直特征（在 Z 方向上）。
FDM 通常无法生成小于喷嘴直径 (0.4 - 0.5 mm) 的平面特征（在 XY 平面上）。
壁必须至少比喷嘴直径大 2 到 3 倍（即 0.8 - 1.2 毫米）。
如果您希望制作光滑的表面和非常精细的特征，则可能需要额外的后处理，例如喷砂和机加工。像 SLA 这样的另一种 AM 技术可能更适合这种情况。
经常问的问题
FDM 3D打印有哪些优势？
FDM 比任何增材制造技术都更具成本效益，并且可以使用多种热塑性材料。使用 FDM 制造也意味着更短的交货时间。
FDM 3D打印的缺点是什么？
虽然 FDM 非常具有成本效益，但与其他3D打印技术相比，它的分辨率也最低。对于细节非常少的零件，这使
增材制造工艺
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了解从设计到最终部件的一般增材制造流程，供那些以前从未 3D 打印过的人使用。
介绍
增材制造（有时称为快速原型制作或 3D 打印）是一种制造方法，其中材料层被构建以创建实体对象。虽然有许多不同的 3D 打印技术，但本文将重点介绍从设计到最终部件的一般过程。无论最终部件是快速原型还是最终功能部件，一般流程都不会改变。
从最初的 CAD 设计到 3D 打印部件，增材制造遵循一系列一般步骤
增材制造工艺
1. 加元
制作数字模型是增材制造过程的第一步。生成数字模型的最常用方法是计算机辅助设计 (CAD)。有大量与增材制造兼容的免费和专业CAD程序。逆向工程还可用于通过 3D 扫描生成数字模型。
在设计增材制造时，必须评估几个设计注意事项。这些通常侧重于特征几何限制和支持或逃生孔要求，并因技术而异。
2. STL转换和文件操作
增材制造过程中不同于传统制造方法的关键阶段是将 CAD 模型转换为 STL（立体光刻）文件的要求。STL 使用三角形（多边形）来描述对象的表面。在将模型转换为 STL 文件之前，应考虑几个模型限制，包括物理尺寸、防水性和多边形数量。
一旦生成了 STL 文件，该文件就会被导入到切片器程序中。该程序获取 STL 文件并将其转换为 G 代码。G 代码是一种数控 (NC) 编程语言。它用于计算机辅助制造 (CAM) 以控制自动化机床（包括 CNC 机床和 3D打印机）。切片器程序还允许设计人员自定义构建参数，包括支撑、层高和部件方向。
3.印刷
3D 打印机通常由许多小而复杂的部件组成，因此正确的维护和校准对于生产准确的打印件至关重要。在这个阶段，打印材料也被加载到打印机中。增材制造中使用的原材料通常保质期有限，需要小心处理。虽然某些工艺可以回收多余的构建材料，但如果不定期更换，重复使用可能会导致材料性能下降。
大多数增材制造机器在打印开始后不需要进行监控。机器将遵循自动化流程，通常仅在机器用完材料或软件出现错误时才会出现问题。
在后处理阶段之前从打印机中取出后的3D打印，但仍附有支撑
4. 去除印记
对于某些增材制造技术，移除打印件就像将打印件与构建平台分离一样简单。对于其他更工业化的 3D 打印方法，打印件的移除是一个高度技术性的过程，涉及精确提取打印件，同时它仍被封装在构建材料中或连接到构建板上。这些方法需要复杂的拆除程序和高技能的机器操作员以及安全设备和受控环境。
从SLA打印中删除支持
5.后处理
后处理程序再次因打印机技术而异。SLA 要求组件在处理前在紫外线下固化，金属部件通常需要在烤箱中消除应力，而 FDM 部件可以立即处理。对于使用支持的技术，这也在后处理阶段被删除。大多数 3D 打印材料都可以进行打磨，并实施其他后处理技术，包括翻滚、高压空气清洁、抛光和着色，以准备最终使用的打印件。
用增材制造制成的名片夹
源文摘自：HUBS
3D 打印中的支持：技术概述
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了解什么是 3D 打印支撑结构、何时需要支撑以及支撑如何影响打印的质量和价格。
介绍
由于 3D 打印部件是逐层构建的，因此需要构建前一层。根据特定的3D打印技术和 3D 模型的复杂性，这可能意味着 3D 打印需要支撑结构。
在考虑使用什么技术打印 3D 模型时，重要的是要考虑支撑结构以及它们如何影响最终结果。支撑结构将对表面光洁度产生影响，因为它们需要后处理工作才能去除，从而导致瑕疵或表面粗糙。
本文讨论了支持、如何为每种 3D 打印技术实施支持，以及支持的使用如何影响设计决策过程。
FDM 中的支持
熔融沉积建模(FDM) 将熔化的灯丝沿预定路径挤出到构建表面上。当材料被挤出时，它会冷却，形成一个坚固的表面，为下一层要建造的材料奠定基础。逐层重复，直到对象完成。
FDM 何时需要支持？
使用 FDM 打印，每一层都打印为一组加热的细丝线，这些细丝线粘附在其下方和周围的螺纹上。每个线程的打印都与其前一层略有偏移。这允许将模型构建到 45° 的角度，允许打印扩展超出其前一层的宽度。
当打印出超过 45° 的悬垂特征时，它可能会下垂，并且需要在其下方提供支撑材料来支撑它。
根据悬垂程度，您的FDM打印可能需要支持
桥接与支持
这条规则有一个例外：
热材料可以在称为桥接的方法中在两点之间拉伸很短的距离。桥接允许在没有支撑和最小下垂的情况下打印材料。如果桥的长度超过 5 毫米，通常需要支撑以提供准确的表面光洁度。
FDM 支持的 ABC（或 YHT）
考虑字母 Y、H 和 T，以及一组相关的 3D 模型。
字母Y的型号的胳膊能简单地印刷。即使 Y 的手臂伸出，因为它们以 45 度或更小的角度延伸，它们不需要支撑。
字母 H 稍微复杂一些，但如果中心桥在 5 毫米以下，则可以在没有支撑或任何下垂的情况下打印。超过 5 毫米并需要支撑。对于这个例子，中心桥超过 5 毫米，需要支撑。
字母 T 需要支持字母的手臂。外臂无需打印任何东西，材料会在没有支撑的情况下掉落。
下图说明了带有浅灰色支撑材料的 YHT。
使用 FDM 打印 Y、H 和 T 所需的支撑结构的视觉图示。
这是打印时 YHT 的外观。下图现在显示了在没有支撑的情况下打印的 T 的结果。表面有明显的下垂，需要大量的后处理来清理。
Y、H 和 T 印有 FDM 支持
Y、H 和 T 印有 FDM 支持在没有任何支撑结构的情况下使用 FDM 打印字母 T 失败
FDM支撑材料的缺点
在 FDM 打印中使用支撑的限制之一是始终需要后处理，从而导致与支撑接触的表面出现痕迹或损坏。
另一个问题是，印刷在支撑上的层会不太完美，因为支撑会比固体层稍微不那么稳定。
在不破坏模型的情况下，也很难从小而复杂的特征中移除支撑。
此外，支持需要额外的打印材料，因此会产生额外的成本。支持也需要移除，为 3D 打印服务提供商创造更多工作，这也可能增加打印作业的总成本。
移除支撑的拼图块显示表面粗糙度。
我的 FDM 打印需要多少支持？
下面的拱形示例只需要将有限数量的支撑放置在正确的位置即可准确打印。
圣路易斯拱门展示了使用拱形物体支撑的完美示例。
下面显示的“立方体中的球”是一个需要大量支持的示例。
在此示例中，移除支撑件很复杂，包括用尖嘴钳移除每个支撑件，同时试图限制对支撑件周围表面的损坏。去除支撑后打磨或平滑表面也非常困难。
如果没有支撑材料，这个模型根本无法在 FDM 中打印而不影响质量和准确性。在这种情况下 - 尽管增加了成本和打印时间 - 使用的额外支持材料对于能够完成打印至关重要。
Ball in a Cube-print 的特写，显示所需的支撑结构。
两种类型的 FDM 支持
FDM 打印方法利用两种类型的支持：
第一种是扁平手风琴或格子，是最常见的，最适合大多数 FDM 打印。
另一种类型是“树状”支持，某些打印机更喜欢这种支持。这种支撑方法不太流行，但是它与打印表面的接触较少，这可以导致更好的表面光洁度后处理。
打印机操作员通常会指定最适合您的应用的支撑类型，从而最大限度地减少对您设计的审美影响。
两种不同类型的支撑结构：手风琴支撑（左）和树支撑（右）。
可溶解的支持
在带有两个打印头的微调打印机上，支撑材料可以用可溶解的材料打印，这种材料不会从零件上撕下，而是溶解在化学溶液中，不会影响打印模型的主要材料。
这将导致支撑与主要材料接触的更好的表面光洁度，但可能是一种昂贵且耗时的解决方案。
这方面的一个例子是 Ultimaker 3 机器，它利用了用 PVA 打印的支撑，这种支撑很容易在打印后溶解。所有工业FDM机器都使用可分解的支撑。
SLA 和 DLP 支持结构
立体光刻 (SLA) 和数字光处理 (DLP)通过使用光源固化液体材料，从液体（光敏聚合物）树脂创建 3D 打印物体。
根据确切的打印机类型，这意味着模型要么被从装有液体材料的大桶中拉出，因为它被光源通过底部的半透明窗口（自下而上）固化，要么被浸没在液体中因为顶层由顶部（自上而下）的光源处理。
SLA 和 DLP 何时需要支持？
为了确保打印件附着在打印平台上并且不会在大桶中漂浮，SLA 和 DLP 打印机几乎在所有情况下都需要使用支撑。
这些打印机的支撑结构看起来像细肋，只有小尖端实际接触模型以节省材料和打印时间。支撑的数量、它们的位置、它们接触模型和结构的位置是由软件计算的，并且取决于被打印部件的形状、方向和重量。
SLA 和 DLP 是一些最精确的技术，即使是最小和最复杂的物体也能打印出精确的细节。通过适当的后处理，支撑的使用不会影响打印质量。
具有支撑结构的 SLA 打印
从 SLA 和 DLP 打印件中去除支撑材料
首先，异丙醇 (IPA) 用于清洗完成部件上的液态树脂。支撑结构可以从模型表面折断或使用钳子移除。然后打磨支撑与物体接触的点以去除任何残留的痕迹。
从 SLA 打印中移除支撑结构
SLA 和 DLP 中的支持设计注意事项
部件方向对于 SLA 和 DLP 打印的支持位置起着至关重要的作用。通过重新定向零件，可以大大减少支持量（以及打印成本）。
定位在支持的位置方面也起着重要作用。如果组件表面的美学外观是最重要的，那么调整零件的方向以使与该区域接触的支撑很少或没有支撑也是一种选择。
对于具有大量细节和许多薄或复杂特征的复杂打印，将打印分成单独的部分，然后将它们组装在一起（通过卡扣连接、互锁部件或粘合剂）也可以提高打印质量和外观。
SLA 打印部分显示支撑所在的一些标记
材料喷射支撑结构
材料喷射（Stratasys PolyJet 和 3D Systems MultiJet 建模）技术类似于喷墨打印，但这些 3D 打印机不是将墨滴喷射到纸上，而是将液态光敏聚合物层喷射到构建托盘上，并使用紫外线立即固化它们。
材料喷射何时需要支持？
这些打印机在所有有悬垂部件的情况下都需要使用支撑材料，无论角度如何。支撑物要么是水溶性的，要么在使用 plyers、水喷射、超声波浴和喷砂的后处理过程中被去除。
与 FDM 不同，对这些技术的支持绝不会损害打印件的外观、表面质量或技术特性。经过适当的后期处理后，几乎不可能将被支撑覆盖的部分与打印的其余部分区分开来。
从 PolyJet 打印件中去除水溶性支撑材料
材料喷射中支撑的设计注意事项
由于在后期处理过程中使用了电动工具（水刀、喷砂机），模型的复杂部分可能会损坏或弯曲。确保遵循材料喷射规则以避免任何问题。如果您的模型具有复杂的零件和细线，则建议使用SLS打印。
SLS 支撑结构
选择性激光烧结 (SLS)使用激光在腔室中熔化粉末材料。
对于 SLS，不需要支撑结构，因为当物体逐层堆积时，粉末会起到支撑作用。这提供了很大的设计自由度，但通常也会增加打印零件的成本和时间。SLS 需要时间让构建室冷却下来，清洁打印件需要多步骤的精加工过程，包括去除未熔合的粉末，通常使用气枪。
使用 SLS 打印时，打印件周围未熔化的粉末起到天然支撑的作用，易于去除。SLS 3D 打印 - 如何制作功能强大的零件？
粘合剂喷射支撑结构
粘合剂喷射类似于 SLS，打印机使用薄薄的粉末材料层来构建物体，但这些打印机不是使用激光将层烧结在一起，而是使用从喷嘴挤出的粘合剂来粘合粉末一起。
与 SLS 一样，不需要支撑结构，因为在构建物体时粉末会起到支撑作用，但是清洁和后处理打印件需要多步骤的精加工过程，包括去除未熔化的粉末，通常使用气枪。
从粘合剂喷射印刷品中去除未熔合的粉末。3D 打印技术：粘合剂喷射
金属印刷支撑结构
金属打印技术在所有情况下都使用支撑结构在构建过程中将模型固定在底板上，但是可以在没有支撑的情况下构建角度大于 35 度的悬垂。当需要支撑时，重要的是要确保它们易于访问，否则在后处理过程中它们不能被移除。
支撑的使用不会以任何方式影响打印质量，并且通过适当的后处理，可以从打印模型中去除所有标记。
金属印刷品 - 仍附着在印刷床上 - 显示支撑结构。
源文摘自：HUBS 由佩里凯恩撰写
东京大学：科技遇上建筑
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3D 打印的出现重塑了许多行业，从制造和建筑到汽车和航空航天。以前被一些人视为新颖或利基解决方案的东西已经成为一种成熟的技术，从“快速原型制作”转变为“增材制造”。
现在，3D 打印已嵌入世界各地的大学，为学生和教职员工提供技术解决方案，研究创新建筑，创造“未来生活”的新标准。
最近，东京大学 Sekisui House – Kuma Lab 的 T-BOX 选择 Ultimaker 来满足其建筑系的研究要求，使学生能够准备其设计的 3D 建模数据，打印原型，并将其用作会议设计练习。T-BOX 于 2021 年 10 月投入使用。
我们与 Sekisui House – Kuma Lab 的主任兼项目助理教授 Toshiki Hirano 进行了交谈，以了解学生如何利用 3D 打印来支持他们的日常大学生活以及 Ultimaker 如何在帮助他们实现目标方面发挥了重要作用。
Toshiki Hirano，东京大学 Sekisui House – Kuma Lab 主任兼项目助理教授
T-BOX：这一切是如何开始的
T-BOX 项目由建筑师隈研吾于 2020 年 6 月成立，作为一个拥有各种机器进行数字制造的车间，主要目的是研究数字技术与建筑之间的关系。
“T-BOX 对我们来说意味着很多不同的东西”，Hirano 谈到项目名称时说。“‘T’指的是东京大学的东京、技术和工具箱。从那时起，我们就将 T-BOX 视为带有各种数字制造设备的“工具箱”。”
培养创意人才的设施
东京大学正在利用技术研究建筑的未来，而提供捐款启动该项目的 Sekisui House 正在探索“生活的未来”。合作的主要目的是这些相互补充的能力将帮助T-BOX培养未来人才。
过去，建筑系没有配备数字制造工具的生产设施，学生只能购买自己的3D打印机或手工制作模型。是传统的方法。现在有了 T-BOX，建筑学生可以轻松地创建他们的原型并将其用于演示目的。
“我相信这个设施将帮助学生提高他们的工艺并探索其他成长途径，例如学习制造或数字制造，”Hirano 说。“事实上，T-BOX 不仅是建筑专业学生的专属。任何人都可以参观该设施并使用我们的 Ultimaker 3D 打印机。欢迎所有人。T-BOX 将作为一个培养创意人才的设施运作，让他们为未来做好准备。”
T-BOX 内部：仔细观察
目前，T-BOX 拥有六台 Ultimaker 3D 打印机。由于校园内没有其他设施在一个实验室中拥有多台 3D 打印机，Hirano 认为这对设计师来说将是一个至关重要的设施。
关于他们选择 Ultimaker 的原因，Hirano 评论道：“随着数字制造越来越受欢迎，我参观了海外的类似设施。我去了美国建筑大学，看到他们正在使用 Ultimaker 3D 打印机。大多数学生都熟悉 Ultimaker 生产的产品的质量，他们经常说它易于使用。”
“Ultimaker 是一个不错的选择，因为它可以处理各种线材，以及出色的打印精度、速度和高响应性。您可以在输入数据后立即开始打印您的概念。即使没有先验技术知识，这也使您可以直观地创建您的作品。此外，当需要进行高级调整时，您可以轻松地操纵参数以满足您的要求，”他补充道。
当我们问他过去十年在建筑中采用 3D 打印的情况时，Hirano 承认：“老实说，除非我需要使用 3D 打印机，否则我不会使用 3D 打印机。随着我们变得比以往任何时候都更加数字化，像 Ultimaker 制造的 3D 打印机在全球许多行业中变得越来越重要。毫无疑问，3D 打印已经成为建筑师和学生设计周期的一部分。”
Toshiki Hirano 展示了他的一个 3D 打印建筑模型
不受限制
目前，T-BOX 实验室正在使用白色 PLA 材料，但 Hirano 和他的学生已经在研究他们现在可以利用的各种 Ultimaker 和第三方灯丝所带来的可能性。“对于 ABS 材料，我们正在考虑使用各种材料打印三分之一尺寸的建筑结构接头并实际使用它。从本质上讲，我们希望通过将各种材料用于许多不同的目的来挑战自己，”Hirano 说。
当然，模型制作一直是建筑师过程的一部分。例如，学生们过去常常使用苯板手工制作模型。但是，您仅限于简单的形状。“我们的目标是摆脱限制想法的传统规范，”平野说。“我们希望通过使用 3D 打印机来创新设计，自由地将想法转化为实际产品。我们不想被形状的复杂性所束缚。”
“3D打印机不仅仅是制作模型的工具；它也是一种工具，可以让你自由地思考建筑和设计。”
数字制造设施
除了 3D 打印机，T-BOX 的数字制造设备还包括激光切割机和 CNC 加工机，因为它旨在结合所有资源、技术和方法来创造有意义的东西。
Hirano 报告说，许多数字制造设施很难教育学生如何使用这些设备。“在 T-BOX，我们希望学生尽可能自由、自愿地使用它。我们制定了最低安全和使用指南，但我们希望他们能够在不依赖我们员工的情况下使用机器。我们希望学生探索这些能力，但我们会在这里回答任何问题。他们所要做的就是在线预订，然后从那里出发。”
这是一个在建筑、教育和增材制造领域受到关注的最佳实践示例。在看到 T-BOX 用例后，Ultimaker 首席执行官 Jürgen von Hollen 评论道：“很高兴看到像东京大学这样的先进教育机构认识到 3D 打印的重要性，并将其学生的全部创意灵感带入到让他们在进入职业世界时尽可能发挥影响力。”
T-BOX 打印的内容
2021 年伦敦设计双年展展出的一件装置作品的 1/10 尺寸 3D 打印模型是 T-BOX 中一个特别引人注目的打印模型。该作品分为 6 个部分，分别打印和结合在一起。该作品展示了对东京和伦敦城市中各种物体的 3D 扫描，并将其转换为 3D 数据。
例如，招财猫、雷门、蝉、自动售货机、鲷鱼烧、甜甜圈和其他来自东京的物品。在伦敦，伦敦地下座位、邮箱、酒吧等各种城市元素被3D扫描、收集和组合。
在实际工作中，用CNC雕刻出一块聚苯乙烯泡沫塑料块，用作贴日本纸的模具。最后，这件作品被运到伦敦展出。
“我认为由于使用 3D 扫描的复杂形状，这件作品很难打印出来。我用 Ultimaker 打印了它，所以尽管它有很好的细节，但它的打印精美而复杂。”
伦敦双年展展览的 1/10 尺寸 3D 打印模型
当被问及印刷是否困难时，平野说：“我会说这很有挑战性。这幅作品的原始扫描数据约为 1 TB，即使缩小，一个面板也约为 300 MB。我担心切片过程中可能会出现错误，但即使我将它放入 Ultimaker Cura 并切片，它也不会冻结。这证明 Ultimaker 非常适合用于具有大量细节的关键项目。”
“控制软件在确保输出质量方面发挥着重要作用。当我接触到各种数字制造设备时，我担心其中一些设备过于复杂而无法使用。Ultimaker Cura 通过创建简单而直观的设备消除了这些复杂性。有预先设定的参数，所以即使是初学者也可以很容易地学习如何使用它。如果你对这个软件有一定的习惯，你将能够根据需要设置详细的参数，因此它的响应速度非常快。”
“总而言之，我会说 Ultimaker 旨在满足不同的技能和经验水平。我认为它是适合每个人的完美 3D 打印系统，无论是初次使用者还是需要每天使用它的人。”
配备 Ultimaker 2+ Connect 和 Ultimaker S3 打印机的东京大学实验室
面向未来
在与平野的谈话即将结束时，我们向他询问了 T-BOX 的未来，首先是他认为还有哪些人可以受益。
“我相信 T-BOX 将使每个人受益，无论他们的课程是什么。但我相信需要加固混凝土模板的研究生可能会发现这个设施非常有用。此外，学生可以设计复杂形状的模具并尝试缩小它们的尺寸。这也可以用来设计和制作小家具和配件。可能性是无止境。”
如果预算和空间不是问题，我想补充一些东西。
至于可以添加哪些其他工具，如果预算和空间不是问题，Hirano 计划添加一些东西。“可以处理更大项目的机械臂和更大的 3D 打印机。但就目前而言，我们所拥有的已经绰绰有余了。我觉得我终于能够将全球标准的数字制造设备带到我们的大学，帮助学生和教职员工超越传统。”
“对我来说，接下来我将使用我们现有的 3D 打印机来教育整个建筑部门，让他们了解数字制造的价值，因为他们对他们的工作进行了创新。我想继续探索使用 Ultimaker 产品的新方式或方法，并帮助鼓励学生也这样做。”
Toshiki Hirano 在东京大学 T-BOX 实验室
虽然学生永远是第一位的，但平野说他还计划以某种方式向公众开放该设施。“我们的目标是逐步向公众提供每台机器。我们需要准备好让所有人都可以使用 3D 打印机。当然，我们希望与那些想要探索新创意的人分享这种经验。”
三维扫描仪在雕刻行业的应用
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雕塑是人类古老的艺术之一，它的历史几乎和人类一样悠久。在与石头打交道的过程中，我们的祖先不仅创造了劳动工具来谋生，还创造了具有美学意义的雕塑。如今，雕刻艺术更加精湛，各种工艺品层出不穷，深受大家喜爱，被人们广泛使用。当然，三维扫描仪在雕刻行业也起到了决定性的作用。
约惠春天，让Ultimaker为你焕新生产！
MORE+三维扫描仪在模具行业的解决方案
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逆向工程一直与工业领域密切相关，模具行业也不例外。现在工业生产中模具的利用率达到60%-90%。模具分为注塑、吹塑、铸造、锻造、熔炼、冲压、拉伸等。它是一种用来塑造物体的工具。这个工具是由各种零件组成的，不同的模具由不同的零件组成。
重磅消息！ Ultimaker 和 MakerBot 已同意合并并获得资金支持！
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此次合并对两家公司来说都是具有里程碑式的意义，我们期待着未来的共同创新和桌面3D打印的不断发展壮大。
源文摘自：Ultimaker
3D打印如何“焕新”高等教育？| 深度阅读
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有哪些科技发明给教育带来了积极影响呢？是投影仪、打印机、笔记本电脑，还是计算机？相信十年后，任何思考这个问题的人都会毫不犹豫地说出3D打印。
如果你是高校教授或管理人员，一定要了解 3D 打印能够为学生和教师带来哪些好处。本期文章Ultimaker将带你走进3D打印，探索它如何为你的工作和学习赋能。
操作更加便捷，成本更加低廉
3D 打印曾经非常昂贵，局限性多、应用面窄，不过现在是重新认识这项技术的时候了。过去十年里，3D 打印技术取得了重大进展，成本大大降低，却进化出了更强大的功能、更可靠的质量。
技术进步，尤其是熔丝制造（FFF）和立体光固化成型技术（SLA）的突破，大大拉低了3D打印机成本。如今，用十年前购买一台3D打印机的价格，可以购买多台即用型打印机配备整个实验室。某些情况下，一台打印机的价格甚至比学生的教科书还便宜。
Fontys应用科学大学Objexlab的学生使用3D打印和其他技术
不仅成本降低了，操作3D打印机所需的专业知识门槛也降低了。以前操作 3D 打印机需要大量的专业知识，甚至要了解打印机的设计与制造，而那样的日子已经一去不复返。
如今，只要能够按照使用说明排除一些基本故障，就可以进行3D打印。这意味着无需专业人员在场全程指导，学生们也可以直接使用3D打印机。此外，由于打印机质量更可靠，维护需求也减少了许多。
为了让3D打印尽可能简单易用，只要购买Ultimaker打印机，Ultimaker就会为用户开通Ultimaker学院的学习账号。Ultimaker学院的用户可以进入我们精心打造的在线课程库，新用户可以在线学习如何操作机器。也就是说，只要购买了 Ultimaker，学校的员工和学生都可以学到3D打印知识，在课堂上有把握地操作机器。
3D打印的延展性，超乎你的想象
3D打印机支持各种各样的材料，让你拥有选择的快乐。它不仅支持不同种类的塑料，还支持金属、碳纤维长丝等材料。这些材料都有自己独特的属性，不论你需要打印什么类型的物体，柔韧的、刚性的、耐热的、耐化学物质的……都有对应的材料供你选择。
3D打印之所以有这样的功能，是因为它的应用领域非常广泛。只要知道3D打印机，人们都能想到它在工程或设计领域的应用。此外，3D打印还可以通过形象生动的方式帮助学生学习生物学、地理、数学等。3D打印是终极的跨学科技术，能够让教员和学生的任何想象成真。
以托马斯杰斐逊大学的健康设计实验室为例，该实验室为临床医生、学生和患者配备了3D打印机。他们想到可以将患者的 CAT 扫描和 MRI 图像转换为3D打印的物体，这样外科医生就能够在做手术之前，直观地检查患者的人体模型。
保持学生对3D打印的兴趣与热情
人们第一次看到3D打印机运行时，都会露出一种特别的表情。如果你选择了3D打印技术，会经常在学生第一次使用3D打印机时，在他们脸上看到这种表情。
3D打印可以将理论课题和页面上的文字变为能够触摸到的有形实体。只要赋予你的学生这种力量，他们就会创造出令人惊艳的结果。学生们在这个过程中展现的热情，一定会震惊到你。
纽约大学工学院的3D打印骨科技术研究团队是用积极的方式鼓舞学生热情的优秀案例之一。该团队的目标是为患有脑瘫等退行性肌肉疾病的儿童设计和定制低成本3D打印矫形支架。这是一个垂直整合项目 (VIP)，参与其中的学生可以获得学位要求的课程学分，同时为长期可持续研究项目做出贡献。
垂直整合项目 (VIP)的学生在 2018 年研究博览会上展示使用3D打印制造的生物医学设备
3D打印让创新更上一层楼
让高积极性的用户接触到灵活的技术是促成创新的秘诀之一。3D 打印支持各种类别的项目，如开创性课程、跨学科合作项目、高级研究项目等。利用3D打印技术的校园初创公司，如雨后春笋般大量涌现。
PROTECT3D就是一家抓住了机会且充分利用3D打印技术的定制运动装备公司。这家公司由前杜克大学橄榄球运动员创立，通过扫描球员的人体结构，利用扫描结果来设计和打印防护装备。
PROTECT3D公司起源于一个鼓舞人心的故事，杜克大学四分卫 Daniel Jones 的锁骨骨折了，不得不接受矫正手术。他的队友Kevin Gehsmann和Clark Bulleit看到了3D打印的潜力，为Daniel设计打印了一个可以保护锁骨的护垫，让他在短短3周内重返赛场。
Kevin和Clark发现了问题并提出了创新型的解决方案。他们最终利用该解决方案创办了一家公司，在职业橄榄球大联盟（NFL）的1st & Future Pitch 比赛中赢得了50,000美元的奖金，还与众多专业运动队和组织建立了合作。
PROTECT3D和其它同类型的公司的故事告诉我们，尽早将3D打印技术引入校园，无论在学业或工作生活中，都会给学生带来积极的影响。
3D 打印的适应性远超你的想象
新冠疫情的流行，让人们注意到了3D打印技术被低估的一个特性——面对重大的系统性突发事件，3D打印技术的适应性极强。
3D打印机的操作不会占用大量人力。桌面打印机结构紧凑，安装位置灵活，也没有任何复杂的安装要求。你只需要一个电源和一些打印耗材，就可以进行打印。配备有3D打印机的机构能够在整个疫情期间保持打印机正常运行。打印机也可以移动到单独的教室中，满足疫情下保持社交距离的要求。学生可以将打印件远程发送至打印机，也可以发给打印人员帮忙打印，在打印完成后再取走打印件，或由打印人员派送给学生。在某些情况下，学生甚至可以直接将打印机带回家。
如果你正在考虑建立3D打印实验室，或者在创客空间或教室中添置一两台3D打印机，大可放心，即使在最不确定的环境中，只要得到适当的维护、负责任的操作，新打印机就能够正常运行。
此外，在全球性疫情没有威胁世界的时候，3D打印机的高适应性也非常实用。你可以将打印机装在移动推车上，把打印机带到最需要它们的地方。加州大学旧金山分校就成功实现了这一点。
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源文摘自：Ultimaker
