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3D打印系列之發展前景

2021-07-14 15:50:35

3D打印技術的核心制造理念起源于19世紀末的美國。這是一個神奇的打印機設計的創造者名為“恩里科迪尼”。它不僅可以打印出一個完整的建筑,還可以打印出飛船中宇航員所需的任何形狀。目前,該技術已應用于珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程建設、汽車、航空航天、牙科和醫療行業、教育、地理信息系統、土木工程等多個領域。


2013年1月,北京航空航天大學王華明教授的“飛機用鈦合金大型復雜集成件激光成形技術”獲得國家科技發明一等獎。這項技術正是我們所說的3D打印技術之一。一時間,3D打印已經成為街頭的熱門話題。8年后,3D打印的繁榮已經耗盡。3D打印的現狀是什么?未來是什么?


在國際上,3D打印目前正處于快速發展階段。2017年,全球3D打印市場規模達到56億美元,比2016年增長15%。從技術上講,3D打印已經能夠滿足大多數工業應用場景的需求;它可以實現金屬和塑料零件及成品的制造,其性能與傳統制造工藝相當。金屬件的強度優于鑄件,略低于鍛件;解決了原材料的制備問題,所有可焊金屬都可以使用3D打印技術


從成本角度看,3D打印在航空、航天、軍工、醫療等高價值、高附加值的行業中取得了經濟效益。王華明教授獲獎的“飛機鈦合金大型復雜整體件激光成形技術”填補了國內空白,也是目前世界上為數不多的大型鈦合金材料3D打印整體成形技術。國產大型飛機機翼鈑金件的3D打印制造彌補了國產此類零件鍛造工藝的不足;空客A320的鈦合金門鉸鏈通過3D打印技術的應用,實現了非常規結構件的輕量化設計與制造;隨著GE在航空發動機噴管的制造中采用3D打印技術,一個零件取代了過去的幾個零件,降低了制造成本。


目前3D打印技術的主要問題是設備成本高、原材料成本高、加工效率低。例如EOS公司的M400 3D打印機售價130萬歐元,打印速度僅為每小時100立方厘米,原材料為每公斤3000元的鈦合金粉。由于以上原因,3D打印量產的成本相對較高,但隨著技術的進步,未來3D打印的成本會迅速降低,性能會有很大的提高


在中國,3D打印行業也發展迅速,各類3D打印機制造商如雨后春筍般涌現。3D打印機廣泛應用于各行各業,價格從幾百到幾千、幾萬甚至幾百萬不等。當然,廣泛使用的是制作手板。手工藝是什么?有的地方也叫首板,即產品的首樣。在您的產品設計時,如果直接開模生產,一旦產品出現設計問題,就全部報廢,浪費了人力、物力和時間;而且手板只有幾個樣品,不需要開模具,生產周期短,從而節省了成本和時間。


如今,3D打印還沒有真式進入大眾生活。目前雖然有很多3D打印服務和線下體驗店,但主要用于人像和定制產品的打印。然而,打印一幅模擬人像的成本約為1500元,導致客戶較少。然而,3D打印作為一種新興的制造技術,不應該僅僅用于制造那些華而不實的物品。在未來,它將融入普通大眾的生活,成為人類手中的有力工具


在未來的社會,隨著老齡化的到來,勞動力短缺,勞動力成本會越來越高。也許在不久的將來,人力資源將成為全社會稀缺、昂貴的資源,這從一線城市和西方國家的發展趨勢可以看出。許多人將被迫成為DIY者,3D打印是DIY者和各種愛好者的強大工具。

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