光博会观后感9
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光博会光后感
上周末很高兴跟随全院同学一起去光谷参观光电子博览会,让我对自己这个专业有了更深刻,更全面的认识,也让我对自己的人生充满期待。现场眼花缭乱的高科技产品一次次令我为之惊叹,激光刻字,激光作画,机械手臂,3D打印这些是我感兴趣的。其中,3D是我最感兴趣的。
3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D打印技术。
日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物
品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。
三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。
设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。
激光雕刻技术
激光雕刻与激光打标、激光切割比较类似,它同样是利用高功率密度的聚焦激光光束作用在材料表面或内部,使材料气化或发生物理变化。
原理
通过控制激光的能力、光斑大小、光斑运动轨迹和运动速度等相关参量,使材料行程要求的立体图形图案。
操作
使用激光雕刻,过程非常简单,如同使用电脑和打印机在纸张上打印。永湖可以在Windows环境下利用多种图形处理软件。如CorelDRAW等进行设计、扫描的图形,矢量化的图文集多种CAD文件都可轻松地“打印”到雕刻机中。唯一的不同之处是,打印试讲墨粉涂到纸上,而激光雕刻试讲激光照射到木制品、亚克力、塑料板、金属板、石材等几乎所有材料之上。
分类
激光雕刻按雕刻方式分为点阵雕刻和矢量切割雕刻。
点阵雕刻
酷似高清晰度的点阵打印。激光头左右摆动,每次雕刻出一条由一系列点组成的一条线,然后激光头同时上下移动雕刻出多条线,最后构成整版的图像或文字。扫描的图形、文字及矢量化图文都可使用点阵雕刻。
矢量切割
与点阵雕刻不同,矢量切割雕刻时在图文的外轮廓线上进行。我们通常使用这种模式在木材、亚克力、纸张等材料上进行穿透切割雕刻。可雕刻材料有木制品、邮寄玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、可丽耐、纸张、双色板、氧化铝、皮革、树脂、喷塑金属等。
特点
1、雕刻范围广。即可对金属材料进行雕刻,也可对非金属材料进行雕刻,甚至能够雕刻耐火度高以及硬而脆的材料(如陶瓷、石英、玻璃、耐热合金等),还能深入到材料内部进行雕刻。
2、速度快。激光雕刻比一般的雕刻方法要快100倍以上,而且可保证重复雕刻的精度。
3、质量高。产品分辨率高,可实现精细雕刻,并且清洁无污染,被雕刻材料氧化、变形、热膨胀的影响区域都比较小。
4、耗能少。雕刻过程简单,能力转换环节少,并且是惊喜雕刻,原材料损耗少,提高工作效率。
5、自动化程度高。激光雕刻与自动控制技术结合在一起,很容易实现自动化控制过程。
光纤通信技术
光导纤维通信简称光纤通信,原理是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。实际应用中的光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。
光纤结构
光纤由纤芯,包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,中间层称为包层,通过纤芯和包层的折射率不同,从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输,涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处
传至另一处的通信方式。
国内发展
光纤通信的发展极其迅速,至1991年底,全球已敷设光缆563万千米,到1995年已超过1100万千米。光纤通信在单位时间内能传输的信息量大。一对单模光纤可同时开通35000个电话,而且它还在飞速发展。光纤通信的建设费用正随着使用数量的增大而降低,同时它具有体积小,重量轻,使用金属少,抗电磁干扰、抗辐射性强,保密性好,频带宽,抗干扰性好,防窃听、价格便宜等优点。
前景
中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设,并有少量出口。
有人认为,中国光纤通信主要干线已经建成,光纤通信容量达到Tbps,几乎用不完,再则2000年的IT泡沫,使光纤的价格低到每公里100元,几乎无利可图。因此不要发展光纤通信技术了。但光纤本身制造属性决定,光纤仍然有较大的发展空间:新光纤研制,光子晶体。
实际上,特别是中国,省内农村有许多空白需要建设;3G移动通信网的建设也需要光纤网来支持;随着宽带业务的发展、网络需要扩容等,光纤通信仍有巨大的市场。每年光纤通信设备和光缆的销售量是上升的。