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3D打印系列之发展前景

2021-07-14 15:50:35

3D打印技术的核心制造理念起源于19世纪末的美国。这是一个神奇的打印机设计的创造者名为“恩里科迪尼”。它不仅可以打印出一个完整的建筑,还可以打印出飞船中宇航员所需的任何形状。目前,该技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程建设、汽车、航空航天、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程等多个领域。


2013年1月,北京航空航天大学王华明教授的“飞机用钛合金大型复杂集成件激光成形技术”获得国家科技发明一等奖。这项技术正是我们所说的3D打印技术之一。一时间,3D打印已经成为街头的热门话题。8年后,3D打印的繁荣已经耗尽。3D打印的现状是什么?未来是什么?


在国际上,3D打印目前正处于快速发展阶段。2017年,全球3D打印市场规模达到56亿美元,比2016年增长15%。从技术上讲,3D打印已经能够满足大多数工业应用场景的需求;它可以实现金属和塑料零件及成品的制造,其性能与传统制造工艺相当。金属件的强度优于铸件,略低于锻件;解决了原材料的制备问题,所有可焊金属都可以使用3D打印技术


从成本角度看,3D打印在航空、航天、军工、医疗等高价值、高附加值的行业中取得了经济效益。王华明教授获奖的“飞机钛合金大型复杂整体件激光成形技术”填补了国内空白,也是目前世界上为数不多的大型钛合金材料3D打印整体成形技术。国产大型飞机机翼钣金件的3D打印制造弥补了国产此类零件锻造工艺的不足;空客A320的钛合金门铰链通过3D打印技术的应用,实现了非常规结构件的轻量化设计与制造;随着GE在航空发动机喷管的制造中采用3D打印技术,一个零件取代了过去的几个零件,降低了制造成本。


目前3D打印技术的主要问题是设备成本高、原材料成本高、加工效率低。例如EOS公司的M400 3D打印机售价130万欧元,打印速度仅为每小时100立方厘米,原材料为每公斤3000元的钛合金粉。由于以上原因,3D打印量产的成本相对较高,但随着技术的进步,未来3D打印的成本会迅速降低,性能会有很大的提高


在中国,3D打印行业也发展迅速,各类3D打印机制造商如雨后春笋般涌现。3D打印机广泛应用于各行各业,价格从几百到几千、几万甚至几百万不等。当然,广泛使用的是制作手板。手工艺是什么?有的地方也叫首板,即产品的首样。在您的产品设计时,如果直接开模生产,一旦产品出现设计问题,就全部报废,浪费了人力、物力和时间;而且手板只有几个样品,不需要开模具,生产周期短,从而节省了成本和时间。


如今,3D打印还没有真式进入大众生活。目前虽然有很多3D打印服务和线下体验店,但主要用于人像和定制产品的打印。然而,打印一幅模拟人像的成本约为1500元,导致客户较少。然而,3D打印作为一种新兴的制造技术,不应该仅仅用于制造那些华而不实的物品。在未来,它将融入普通大众的生活,成为人类手中的有力工具


在未来的社会,随着老龄化的到来,劳动力短缺,劳动力成本会越来越高。也许在不久的将来,人力资源将成为全社会稀缺、昂贵的资源,这从一线城市和西方国家的发展趋势可以看出。许多人将被迫成为DIY者,3D打印是DIY者和各种爱好者的强大工具。

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