3d打印技术在工业领域的应用

3d打印技术在工业领域的应用

2012年4月，英国《英国理论家》杂志宣布，3d打印技术将与其他数字化生产模式相结合，以促进第三次轻工业的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,它具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。3建立现代生产技术制造后的后打印技术3D打印最大优势在于拓展设计人员的想象空间只需在电脑中绘制一个三维鼠标图,按下“确定”键,一个实实在在的鼠标外壳就可“打印”出来按照传统的制造方法,制造一个普通的鼠标外壳,大约需要七八道工序:绘制草图、制作泥模、雕刻鼠标原型、生产出模具、用压力将熔化的塑料注进模具,再冷却成型……如果借助3D打印,你只需要在电脑中绘制一个三维鼠标图,按下“确定”键,稍等一会儿,一个实实在在的鼠标外壳就可“打印”出来。从复杂的工业零件到日常生活中的锅碗瓢盆,只要有三维数据和相应的材料,无需借助模具或刀具,就可以被“打印”出来。3d打印技术:设计与制造的二维叠加据专家介绍,3D打印参照的是打印机技术原理,分层加工:将计算机设计出的物体分解成若干层平面数据,然后把金属、陶瓷等粉末材料按平面数据烧结,形成一个平面形状,再通过层层累积叠加,生成一个立体物体。与传统的去除材料加工技术不同,3D打印将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加,从而大大降低了设计与制造的复杂度。同时,3D打印还可以制造传统方式无法加工的奇异结构,尤其适合动力装备、航空航天、汽车等高端产品上关键零部件的制造。华中科技大学快速制造中心是我国最早研发3D打印技术的单位之一,该中心主任史玉升认为,3D打印技术最大的优势在于能拓展设计人员的想象空间:“只要能在计算机上设计成三维图形的东西,无论是造型各异的服装、精美的工艺品,还是个性化的车子,如果材料问题解决了,都可以打印。”史玉升甚至这样畅想:将来的某一天,准备出国的人在出门前觉得所穿鞋子太大众化了,可以自己设计并“打印”出一双独一无二的鞋子;然后开着早已“打印”好的个性化的轿车奔向机场;登上飞机得知,这是一架“打印”出来的飞机……d打印技术带来的发展机遇大到飞行器、赛车,小到服装、手机壳都可3D打印。美国小型家用3D打印机“每4公里有一台”。中国正开发一款1万元左右的3D打印机,将向学校推广与传统的制造技术相比,3D打印具有加工成本低、生产周期短、节省材料等明显优势,从航空、动力装备到医疗、体育、影视等诸多领域,均可大显身手。事实上,在美英等国,3D打印技术已有较为广泛的应用。大到飞行器、赛车,小到服装、手机壳,制造厂家借着3D打印的东风,焕发出新的生命力。由于3D打印制品能实现产品的自然无缝连接,从而达到传统制造方法远不可及的结构稳固性和连接强度,已成为国外研究空间飞行器的关键技术。据悉,美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来3D打印宇宙飞船”的技术,希望通过3D打印,制造出“廉价的机器人宇宙飞船”。在美国,价格低、操作简便的小型家用3D打印机已到了“每4公里范围内有一台”的普及程度,其购买量不断攀升。在我国,华中科技大学、西安交通大学、清华大学等高校和科研机构也相继研发出多种系列的3D打印机,部分技术已达到世界领先水平。史玉升介绍,一些铸造企业应用他们研发的选择性激光烧结3D打印机,将复杂铸件的交货期由传统的3个月缩短到10天左右;某发动机制造商采用他们的设备,把大型六缸柴油发动机缸盖砂芯的研制周期,由过去的5个月缩短至1周。目前,他们正在开发一款1万块钱左右的3D打印机,将来向学校推广。“3D打印技术可以让孩子们迅速将自己的创新设计变成实物,有助于提高中小学生的创新、设计和动手能力。”“金属3D打印技术开辟了骨科植入技术的新纪元,使多孔生物学固定表面制造瓶颈迎刃而解。”上海交通大学李祥教授说,他们正致力于将此技术运用到临床医学治疗中。北京航空制造所基于3D打印技术研发了国内第一台电子束熔丝沉积成型设备,大幅提升了材料的利用率,减少了铣切量,缩短了制造周期。有专家认为,3D打印作为一项颠覆性的制造技术,谁能够最大程度地研发、应用,就意味着掌握了制造业乃至工业发展的主动权。d打印有成本优势目前3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件,在大批量制造等方面,高效低成本的传统减材制造法更胜一筹《国际增材制造行业发展报告》显示,3D打印技术2011年全球直接产值为17.14亿美元,年增长达29.1%。随着我国3D打印技术的不断突破和全球市场份额的增加,美国得克萨斯州大学Davidl·bourell教授预言:中国有望成为最大的增材制造业国家。不过,让梦想照进现实的3D打印技术,目前还有一些短板。“由于增材制造的材料研发难度大,导致3D打印制造成本较高;金属材料成形的制造效率不高,每小时大约只有100到3000克。”西安交通大学卢秉恒院士指出,目前增材制造技术在我国主要应用于产品研发,还面临制造精度不高等实际问题。据了解,增材制造技术在我国重工业零部件制造方面得到一定应用,但尚未进入大规模工业化,其工艺与装备都有待进一步开发。华中科技大学王运赣教授则认为:未来传统的减材制造法依然是主流,增材制造法是补充手段。他希望大家能理性看待3D打印,与长期使用的减材制造法进行比较,以便更好地发挥增材制造法的