3d打印智能制造范文第1篇
增材制造(additive manufacturing,AM)技術是通過CAD設計數據采用材料逐層累加的方法制造實體零件的技術,相對于傳統的材料去除(切削加工)技術,是一種“自下而上”材料累加的制造方法。自20世紀80年代末增材制造技術逐步發展,期間也被稱為“材料累加制造”(material increse manufacturing)、“快速原型”(rapid prototyping)、“分層制造”(layered manufacturing)、“實體自由制造”(solid free-form fabrication)、“3D打印技術”(3D printing)等。名稱各異的叫法分別從不同側面表達了該制造技術的特點。
美國材料與試驗協會(ASTM)F42國際委員會對增材制造和3D打印有明確的概念定義。增材制造是依據三維CAD數據將材料連接制作物體的過程,相對于減法制造它通常是逐層累加過程。3D打印是指采用打印頭、噴嘴或其他打印技術沉積材料來制造物體的技術,3D打印也常用來表示“增材制造”技術,在特指設備時,3D打印是指相對價格或總體功能低端的增材制造設備。
從廣義的原理來看,以設計數據為基礎,將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自動化地累加起來成為實體結構的制造方法,都可視為增材制造技術。
增材制造技術不需要傳統的刀具、夾具及多道加工工序,利用三維設計數據在一臺設備上可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件,從而實現“自由制造”,解決許多過去難以制造的復雜結構零件的成形,并大大減少了加工工序,縮短了加工周期。而且越是復雜結構的產品,其制造的速度作用越顯著。近年來,增材制造技術取得了快速的發展。增材制造原理與不同的材料和工藝結合形成了許多增材制造設備。目前已有的設備種類達到20多種。該技術一出現就取得了快速的發展,在各個領域都取得了廣泛的應用,如在消費電子產品、汽車、航天航空、醫療、軍工、地理信息、藝術設計等。增材制造的特點是單件或小批量的快速制造,這一技術特點決定了增材制造在產品創新中具有顯著的作用。美國《時代》周刊將增材制造列為“美國十大增長最快的工業”,英國《經濟學人》雜志則認為它將“與其他數字化生產模式一起推動實現第三次工業革命”,認為該技術改變未來生產與生活模式,實現社會化制造,每個人都可以成為一個工廠,它將改變制造商品的方式,并改變世界的經濟格局,進而改變人類的生活方式。
美國專門從事增材制造技術咨詢服務的Wohlers協會在2013年度報告中對行業發展情況進行了分析。2012年增材制造設備與服務全球直接產值22.04億美元,2012年增長率為28.6%,其中,設備材料:10.03億美元,增長20.3%,服務產值:12億美元,增長36.6%,其發展特點是服務相對設備材料,增長更快。在增材制造應用方面,消費商品和電子領域仍占主導地位,但是比例從23.7%降低到21.8%;機動車領域從19.1%降低到18.6%;研究機構為6.8%;醫學和牙科領域從13.6%增加到16.4%;工業設備領域為13.4%;航空航天領域從9.9%增加到10.2%。在過去的幾年中,航空器制造和醫學應用是增長最快的應用領域。目前美國在設備的擁有量上占全球的38%,中國繼日本和德國之后,以約9%的數量占第四位。在設備產量方面,美國3D打印設備產量最高,占世界的71%,歐洲以12%、以色列以10%位居第二和第三,中國設備產量占4%。
1 國際發展狀況
國際上增材制造經過20多年的發展,美國已經成為增材制造領先的國家,3D打印技術不斷融入人們的生活,在食品、服裝、家俱、醫療、建筑、教育等領域大量應用,催生許多新的產業。增材制造設備已經從制造業設備成為生活中的創造工具。人們可以用3D打印技術自己設計的物品,使得創造越來越容易,人們可以自由地開展創造活動。創造活力成為引領社會發展的熱點。增材制造技術正在快速改變傳統的生產方式和生活方式,歐美等發達國家和新興經濟國家將其作為戰略性新興產業,紛紛制定發展戰略,投入資金,加大研發力量和推進產業化。
美國奧巴馬總統在2012年3月9日提出發展美國振興制造業計劃,向美國國會提出“制造創新國家網絡”(NNMI),其目的在奪回制造業霸主地位,要以一半的時間和費用完成產品開發,實現在美國設計,在美國制造,使更多美國人返回工作崗位,構建持續發展的美國經濟。為此,奧巴馬政府啟動首個項目“增材制造”,初期政府投資3 000萬美元,企業配套4 000萬元,由國防部牽頭,制造企業、大學院校以及非盈利組織參加,研發新的增材制造技術與產品,使美國成為全球優秀的增材制造的中心,架起“基礎研究與產品研發”之間的紐帶。美國政府已經將增材制造技術作為國家制造業發展的首要戰略任務給予支持。
2012年的增材制造設備市場延續近年的發展好形勢,銷售數目和收入的增加讓銷售商從中獲益,進一步推動了美國股票價格的增長。2012年,增材制造技術通過主要出版物、電視節目甚至電影的方式涌入公眾的視野。2012年4月,在Materialise公司(比利時)的世界大會上,舉辦了一場時裝秀,展出了快速成型制造的帽子和飾品。
據調查,價格低于2 000美元的設備多用于科學研究或個人,對行業產值影響不大。行業發展主要依賴于專業化設備性能的提高。目前,專業化設備主要銷往美國市場。由于經濟不景氣隱藏的潛在客戶被挖掘,并隨著設計與制造的快速增長,快速成型制造行業也得以發展。在美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市舉行的年度快速成型會議上,Materialise公司(比利時)的創始人兼首席執行官Wilfried Vancraen因其對快速成型行業的廣泛貢獻被授予行業成就獎。增材制造技術發展呈現以下特點。
a)增材制造產業不斷壯大
在快速成型企業中正在進行公司間的合并,兼并的對象主要是設備供應商、服務供應商以及其他的相關公司。其中最引人注目的是Z Corp.公司被3D System公司收購,還有Stratasys公司計劃與Objet公司合并。Delcam公司(英國)收購了快速成型軟件公司———Fabbify Software公司(德國)的一部分。據預計,Fabbify Software會在Delcam公司的設計及制造軟件里增添快速成型應用項。3D Systems公司購買了參數化計算機輔助設計(CAD)軟件公司Alibre公司,以實現對計算機輔助設計(CAD)和3D打印的捆綁。2011年11月,EOS公司(德國)宣布該公司已經安裝超過1 000臺的激光燒結成型機。11月初,3D system公司在宣布收購Huntsman公司(德州,林地)與光敏聚合物及數字快速成型機相關的資產;隨后又宣布兼并3D打印機制造商Z Corp(馬薩諸塞州,伯靈頓市),這次兼并花費了1.52億美元。
b)新材料新器件不斷出現
Objet公司發布了一種類ABS的數字材料以及一種名為Vero Clear的清晰透明材料。3D Systems公司也發布了一種名為Accura Cast Pro新材料,該種材料可用于制作熔模鑄造模型。同期,Solidscape公司(梅里馬克,新罕布什爾州)也發布了一種可使蠟模鑄造鑄模更耐用的新型材料———plus CAST。2011年8月,Kelyniam Global(新不列顛,康涅狄格州)宣布它們正在制作聚醚醚酮(PEEK)顱骨植入物。利用CT或MRI數據制作的光固化頭骨模型可以協助醫生進行術前規劃,在制作規劃的同時,加工PEEK材料植入物。據估計,這種方法會將手術時間降低85%。2011年6月,Optomec公司(新墨西哥州,阿爾伯克基)發布了一種可用于3D打印及保形電子的新型大面積氣溶膠噴射打印頭。Optomec公司雖以生產透鏡設備而為快速成型行業所熟知,但它的氣溶膠噴射打印卻隸屬于美國國防部高級研究計劃局的介觀綜合保形電子(MICE)計劃,該計劃的研究成果主要應用在3D打印、太陽能電池以及顯示設備領域。
c)新市場產品不斷涌現
2011年7月,Objet公司發布了一種新型打印機———Objet260 Connex,該種打印機可以構建更小體積的多材料模型。2011年7月,Stratasys公司發布了一種復合型快速成型機———Fortus250mc,該成型機可以將ABSplus材料與一種可溶性支撐材料的進行復合。Stratasys公司還發布了一種適用于Fortus400mc及900mc的新型靜態損耗材料———ABS-ESD7。2011年9月,Bulidatron Systems公司(紐約,紐約)宣布推出基于Rep Rap的Buildaron1 3D打印機。這種單一材料打印機既可以作為一種工具箱使用(售價1 200美元),也作為組裝系統使用(售價2 000美元)。Objet公司引入了一種新型生物相容性材料———MED610,這種材料適用于所有的Poly Jet系統。剛性材料主要面向醫療及牙科市場。3D System公司發布了一種基于覆膜傳輸成像的打印機———PROJET1500,同時也發布了一種從二進制信息到字節的3D觸摸產品。2012年1月,Maker Bot(布魯克林,紐約)推出了售價1 759美元的新機器Maker Bot Replicator,與它的前身相比,該機器可以打印更大體積的模型,并且第二個塑料擠出機的噴頭可以更換,從而擠出更多顏色的ABS或PLA。3D Systems公司推出了一種名Cube的單材料、消費者導向型3D打印機,其售價低于1 300美元。該機器裝有無線連接裝置,從而具有了從3D數字化設計庫中下載3D模型的功能。國防部與Stratasys公司簽訂了100萬美元的u Print3D打印機訂單,以支持國防部的Do D’s STARBASE計劃,該計劃的目的是吸引青少年對科學、技術、工程、數學以及先進制造技術中快速成型制造的興趣。2012年2月,Easy Clad公司(法國)發布了MAGIC LF600大框架快速成型機,該成型機可構建大體積模型,并具有兩個獨立的5軸控制沉積頭,從而可具有圖案壓印、修復及功能梯度材料沉積的功能。3D Systems公司推出了一種可用于計算機輔助制造程序,如Solidworks,Pro/Engineer的插件———Print3D。通過3D Systems’Pro Parts服務機構,這種插件可對零件及裝配體進行動態的零件成本計算。2012年3月,BumpyPhoto公司(俄勒岡州,波蘭市)正式推出了一款彩色3D打印的照片浮雕。先輸入數字照片,再在24位色打印機ZPrinter上打印,就能形成3D照片浮雕。價格也從最初79美元的3D照片變為89美元的3D刻印圖樣。Stratasys公司和Optomec公司展出了帶有保形電子電路(利用的是Optomec’s Aerosol Jet公司的技術)的熔化沉積打印的機翼結構。
d)新標準不斷更新
2011年7月,同期,美國試驗材料學會(ASTM)的快速成型制造技術國際委員會F42發布了一種專門的快速成型制造文件(AMF)格式,新格式包含了材質,功能梯度材料,顏色,曲邊三角形及其他的STL文件格式不支持的信息。10月份,美國試驗材料學會國際(ASTM)與國際標準化組織(ISO)宣布,ASTM國際委員會F42與ISO技術委員會261將在快速成型制造領域進行合作,該合作將降低重復勞動量。此外,ASTM F42還發布了關于坐標系統與測試方法的標準術語。
2 我國增材制造技術的發展
我國自20世紀90年代初,在國家科技部等多部門持續支持下,在西安交通大學、華中科技大學、清華大學、北京隆源公司等在典型的成形設備、軟件、材料等方面研究和產業化方面獲得了重大進展。隨后國內許多高校和研究機構也開展了相關研究,如西北工業大學、北京航空航天大學、華南理工大學、南京航空航天大學、上海交通大學、大連理工大學、中北大學、中國工程物理研究院等單位都在做探索性的研究和應用工作。我國研發出了一批增材制造裝備,在典型成形設備、軟件、材料等方面研究和產業化方面獲得了重大進展,到2000年初步實現的設備產業化,接近國外產品水平,改變了該類設備早期仰賴進口的局面。在國家和地方的支持下,在全國建立了20多個服務中心,設備用戶遍布醫療、航空航天、汽車、軍工、模具、電子電器、造船等行業。推動了我國制造技術的發展。近5年國內增材制造市場發展不大,主要還在工業領域應用,沒有在消費品領域形成快速發展的市場。另一方面,研發方面投入不足,在產業化技術發展和應用方面落后于美國和歐洲。
近5年來,增材制造技術在美國取得了快速的發展。主要的引領要素是低成本3D打印設備社會化應用和金屬零件直接制造技術在工業界的應用。我國金屬零件直接制造技術也有達到國際領先水平的研究與應用,例如北京航空航天大學、西北工業大學和北京航空制造技術研究所制造出大尺寸金屬零件,并應用在新型飛機研制過程中,顯著提高了飛機研制速度。
在技術研發方面,我國增材制造裝備的部分技術水平與國外先進水平相當,但在關鍵器件、成形材料、智能化控制和應用范圍等方面較國外先進水平落后。我國增材制造技術主要應用于模型制作,在高性能終端零部件直接制造方面還具有非常大的提升空間。例如:在增材的基礎理論與成形微觀機理研究方面,我國在一些局部點上開展了相關研究,但國外的研究更基礎、系統和深入;在工藝技術研究方面,國外是基于理論基礎的工藝控制,而我國則更多依賴于經驗和反復的試驗驗證,導致我國增材制造工藝關鍵技術整體上落后于國外先進水平;材料的基礎研究、材料的制備工藝以及產業化方面與國外相比存在相當大的差距;部分增材制造工藝裝備國內都有研制,但在智能化程度與國外先進水平相比還有差距;我國大部分增材制造裝備的核心元器件還主要依靠進口。
3 增材制造技術發展趨勢
a)難點與挑戰
增材制造技術代表著生產模式和先進制造技術發展的趨勢,產品生產將逐步從大規模制造向定制化制造發展,滿足社會多樣化需求。目前增材制造2012年直接產值約22億美元,僅占全球制造業市場0.02%,但是其間接作用和未來前景難以估量。增材制造優勢在于制造周期短、適合單件個性化需求、大型薄壁件制造、鈦合金等難加工易熱成形零件制造、結構復雜零件制造,在航空航天、醫療等領域,產品開發階段,計算機外設發展和創新教育上具有廣闊發展空間。
增材制造技術相對傳統制造技術還面臨許多新挑戰和新問題。目前增材主要應用于產品研發,還存在使用成本高(10元/g~100元/g),制造效率低,例如金屬材料成形為100 g/h~3 000 g/h,制造精度尚不能令人滿意。其工藝與裝備研發尚不充分,尚未進入大規模工業應用。應該說目前增材制造技術是傳統大批量制造技術的一個補充。任何技術都不是萬能的,傳統技術仍有強勁的生命力,增材制造應該與傳統技術優選、集成,會形成新的發展增長點。對于增材制造技術需要加強研發,培育產業,擴大應用。通過形成協同創新的運行機制,積極研發、科學推進,使之從產品研發工具走向批量生產模式,技術引領應用市場發展,改變人們的生活。
b)增材制造技術發展趨勢
1)向日常消費品制造方向發展。三維打印是國外近年來的發展熱點。該設備稱為三維打印機,將其作為計算機一個外部輸出設備而應用。它可以直接將計算機中的三維圖形輸出為三維的彩色物體。在科學教育、工業造型、產品創意、工藝美術等有著廣泛的應用前景和巨大的商業價值。其發展方向是提高精度、降低成本、高性能材料發展。
2)向功能零件制造發展。采用激光或電子束直接熔化金屬粉,逐層堆積金屬,形成金屬直接成形技術。該技術可以直接制造復雜結構金屬功能零件,制件力學性能可以達到鍛件性能指標。進一步的發展方向是進一步提高精度和性能,同時向陶瓷零件的增材制造技術和復合材料的增材制造技術發展。
3)向智能化裝備發展。目前增材制造設備在軟件功能和后處理方面還有許多問題需要優化。例如,成形過程中需要加支撐,軟件智能化和自動化需要進一步提高;制造過程,工藝參數與材料的匹配性需要智能化;加工完成后的粉料或支撐的需要去除等問題。這些問題直接影響設備的使用和推廣,設備智能化是走向普及的保證。
4)向組織與結構一體化制造發展。實現從微觀組織到宏觀結構的可控制造。例如在制造復合材料時,將復合材料組織設計制造與外形結構設計制造同步完成,在微觀到宏觀尺度上實現同步制造,實現結構體的“設計—材料—制造”—體化。支撐生物組織制造、復合材料等復雜結構零件的制造,給制造技術帶來革命性發展。
4 結語
增材制造以其制造原理的優勢成為具有巨大發展潛力的制造技術。隨著材料適用范圍增大和制造精度的提高,增材制造技術將給制造技術帶來革命性的發展。美國奇點大學(Singularity University)學術與創新中心副主席Vivek Wadhwa在華盛頓郵報上發表文章(2012年1月11日)“為何該輪到中國為制造業擔憂?”(Why it’s China’s turn to worry about manufacturing)。他認為“新技術的出現很可能導致中國在未來20年中出現美國在過去20年所經歷的空心化”,引領技術之一是以3D打印為代表的數字化制造。他認為今天簡單的3D打印只能制作出相對粗糙的物體,這類設備正在快速發展,成本不斷降低,功能不斷提高,到2020年代中期,美國人能夠在分子級別上制作精確的3D物體。“這樣,中國還如何能與我們競爭”。他的觀點或許值得我們借鑒,我們未來要在競爭中立于不敗之地,我們今天就要毫不松懈的追趕和創造。
參考文獻
3d打印智能制造范文第2篇
3 D打印新技術
我們的生活用品都是用機器制造的,從原材料到產品成型,要經過一道道工序,要制造出一架飛機就更復雜了。但這架小飛機是用激光燒結打印機,通過層層打印的方式,造出塑料或金屬結構,用“卡扣固定”技術連接,整架飛機在幾分鐘內完成組裝,不要任何工具。
自電腦問世后,1984年惠普公司的工程師發明了噴墨打印機,這種讓設計與印刷融為一體的技術,給人們的工作和生活帶來了方便。2010年,一位名叫恩里科.迪尼的發明家設計出了神奇的3D(三維)打印機。工作時,它那1 000個噴嘴中會同時噴出沙子和鎂基膠,形成特定的形狀,最終“打印”出一個完整的雕塑或模型。迪尼的發明打開了科學家的思路:將打印機里的墨水換成塑料、尼龍、金屬粉末,不是就 可以按設計程序制造出零部件嗎?很快,各式3D打印機很快就用到了生產上。制造商發現,像飛機、汽車上的掛鉤、扶手等一些簡單產品,用打印制造比傳統造法更快、更省錢。
最近,美國麻省理工學院用3D打印技術制作出了一支能夠正常吹奏的長笛。德國專業小提琴制作公司也用3 D打印技術制作一把斯特拉迪瓦里小提琴的復制品,它采用了獨特而復雜的激光燒結技術,這種技術可以讓復制品看起來更加接近手工制品的水平,但使用的原料是工業聚合物,而不是木材。2011年11月,美國和加拿大兩家公司用3 D打印技術制造出一輛汽車。它以電池和汽油作為混合動力,每加侖汽油能夠在高速公路上行駛3 2 0千米,在城市道路上能行駛160千米。這款汽車不僅環保,而且安全性高,造價也不貴。
3 D打印無所不能
打印巧克力今年1月,在英國倫敦奧林匹克展覽館舉行的英國禮品展銷盛會上,3 D巧克力打印機成了電子產品中的一大亮點,吸引了很多商家和人們的眼球。這是英國?？巳卮髮W研究人員發明的新型的三維打印機,它的墨盒里裝的不是墨水,而是不同色彩的液態巧克力。打印時,先生成一個平面的橫截圖,然后用巧克力液一層層打印,好像將平面的紙鋪疊,堆成三維的立體形狀。印完一層,等它凝固后,機器才噴第二層,不像傳統制作一次成型,速度不是很快。早在2010年,美國康奈爾大學的工程師就研制生產食品的3D打印機,但沒有很好地解決食物原料溶化和凝結的恰當溫度,噴嘴的設計也有些問題。而?？巳卮髮W的發明解決了這些難題,使3D打印用于餐館和食品加工成為可能。
打印毛細血管挽救器官器質性病變者的生命,目前最有效的辦法是器官移植。據統計,我國每年有150萬病人等待器官移植,但有幸排上手術的只有1萬人,大多數病人都在等待中死去。原因之一是受傳統觀念的影響,意外死亡后捐贈器官的人很少,器官不夠用;二是用組織工程培養的器官還不能實用,科學家還不能造出毛細血管,無法給人造組織和器官運送氧氣和營養。我國曹誼林教授曾完成了裸鼠背上再生人耳,但這種用組織工程方法培養的耳朵,由于缺乏毛細血管,支撐不了幾周就會死亡。以現在的生物技術,用病人的干細胞培養出組織和一些器官并不難,難的是如何在組織和器官中布局神經和血管。
就在醫學家們進退維谷時,德國科學家將3 D打印技術“雙光子聚合技術”相結合,用高分子聚合物制造出了毛細血管?？茖W家用高功率激光讓聚合物分子按程序重組,成為一塊有彈性的固體后,再合成高精度的彈性毛細血管結構。這種人造毛細血管具有生物的相容性,能與組織相互融合。這項發明使醫學組織工程技術如虎添翼,也將給需要器官移植的患者帶來福音。
打印皮膚人體的皮膚展開有2平方米,它使體內環境和體外環境隔開,是人體的屏障。一旦皮膚被大面積損傷,對人體是致命的。在治療皮膚損傷或燒傷的病人時,植皮是重要的醫學手段。但很多皮膚被大面積燒傷的病人不是由于沒有皮膚來源,就是由于術后感染而死亡。
為解決植皮難題,科學家發明了自體皮膚再生培養法,并發明了人工皮。而美國卡羅來納州再生研究所的科學家則發明了打印皮膚的技術,將皮膚細胞直接種在病人的傷口上。這種3D打印機里放的是細胞培養液,先通過內置的掃描器對受傷的面積和深度進行準確的掃描,并將得到的信息轉化為三維數字圖象,再決定需要放置多少層細胞和多大的面積,才能恢復成組織原先的結構。皮膚細胞的組織培養比培養皮膚快,細胞的活性也好。這種種皮技術由機器人在無菌環境下進行,醫生只需在旁監督調整。直接在病人身上打印皮膚,雖然現在只是實驗成功,但科學家估計,20年后它將成為植皮的主流技術。
打印耳朵東尼是澳大利亞墨爾本一個8歲小男孩,他家有一只可愛的牧羊犬。 有一天放學后,東尼一如既往地與狗親熱,牧羊犬不知怎么地一口咬掉了他的左耳朵。破裂的耳朵已無法接上,醫生只得將傷口處理包扎,并給東尼裝了一只硅膠假耳?，F在的硅膠假耳,可以用3 D打印機制造:通過掃描錄下耳朵的三維信息,打印機就用硅膠造出一只可以亂真的假耳,不仔細觀察無法區別。
3d打印智能制造范文第3篇
這不是異想天開, 小到水杯、小提琴、首飾, 大到甚至汽車和飛機, 皆可被打印出來。這種被俗稱為3D打印的神奇技術成為主要國家研發的“新寵”, 被寄予重振制造業的厚望。
專家認為, 這種技術代表制造業發展新趨勢, 它和其他一些數字化生產模式的涌現, 將推動實現第三次工業革命。
3 D打印技術的緣起
歷經二十多年, 3D打印技術終于從沉寂走向興起。
3D打印技術之父、美國“三維系統”公司首席技術官查克·赫爾可能沒有想到, 當年他的靈機一動, 僅僅是為了解決制造塑料模具費時費力的問題, 卻成就了今天的3D打印技術。
實際上, 與普通打印機工作原理基本相同, 3D打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”, 與電腦連接后, 通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來, 最終把計算機上的藍圖變成實物。
3D打印機的優勢在于, 僅需幾個小時或一夜時間即可將樣品打印出來, 而不必花費數周時間等工廠制作樣品。這種技術可以制造過去認為復雜而不經濟的產品, 并大大減輕產品重量。
“只有你想不到的, 沒有它打印不了的。”美國“三維系統”公司首席執行官阿貝·雷琴塔爾這樣形容如今的3D打印技術應用。
奔馳、本田等汽車公司用3D打印技術制造汽車模具和配件;波音、洛克希德—馬丁公司用它打造航模和零件;微軟公司用它設計電腦鼠標和鍵盤;醫療設備機構用它為用戶定制助聽器和牙套;建筑師用它復制建筑模型。美國研究人員甚至已研制出三維食物打印機, 用食材打印餅干、蘋果派等。
又一次世界性科技角逐
2012年8月15日, 湖南華曙高科技有限責任公司的一臺“選擇性激光尼龍燒結設備”在長沙下線并首次出口美國。這標志著中國在3D打印裝備制造領域取得了重要技術突破。
武漢濱湖機電技術產業有限公司、南京紫金立德電子有限公司、華中科技大學等一批中國企業和院校也先后涉足3D打印, 并獲得可喜成就。
放眼全球, 我們發現, 3D打印技術研發成為了又一次世界性科技角逐。
如今, 美國生產的工業和民用3D打印機逐漸打開全球市場;日本、荷蘭研究人員已成功用它制造人體組織, 以助醫療;歐美企業還用3D打印技術制造工業品, 和藝術品;全球知名大學紛紛將3D打印技術列為重要課程。
3D打印技術盡管仍有待完善, 但勢必成為引領未來制造業趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具, 改由更加靈巧的電腦軟件主宰——這便是第三次工業革命的標志。
中國企業的奮起直追
與模具制造等傳統工藝相比, 3D打印技術制造的同類產品可實現減重65%、節材90%。更重要的是, 這種技術只需要三維設計文件, 甚至只需某個模型的設計思想, 就能快捷精確地將其轉變成產品原型或直接制造零部件, 不受零件形狀復雜程度的限制, 不需要任何的工裝模具。
此外, 設備還可以方便迅速地制作出傳統加工方法難以實現的復雜形狀, 體現高附加值零部件特殊的成型能力, 這對于汽車、機械制造、醫療器械、房地產、動漫玩具乃至軍工、航空航天等意義重大。目前, 全世界只有極少數國家能制造這種設備。
作為后來者, 我國正在這一領域奮起直追。目前, 以高校、科研院所、專家等為依托, 依靠風險投資、產業資本和公共財政資金的三方扶持, 我國3D打印技術已經具備產業化發展能力。
我國企業也紛紛加快行動步伐:中國航天科工集團積極探索, 以應用原創和系統集成為主開展自主創新, 多項成果填補國內空白;大唐電信集團則主導著全球TDD無線移動通信技術標準制式的演進, 第三代、第四代TD-LTE國際標準的制定目前為其掌握……
技術變革時代不進則退
第三次工業革命帶來的數字化制造旨在降低產品成本, 我國廉價勞動力的優勢將隨之消失。
面對第三次工業革命的挑戰, 一些企業家表示, 在3D打印技術成熟之前, 規模制造型企業、以勞動力和大型設備等為依托的傳統制造地位還會存續一段時間。但隨著制造業數字化進程加速, 不具備創新能力的企業必將面臨淘汰。
除了當前我國經濟發展的資源、環境、人力成本都在上升這一因素外, 金融危機之后, 發達國家提出“再工業化”計劃, 也將導致我國低端產業面臨著巨大壓力。
毋庸置疑, 我國制造業水平總體仍處于產業低端。工業和信息化部產業政策司副司長苗長興表示, 我國制造業發展規模是世界第一, 但還不是制造業強國, 大而不強的問題仍很突出。
同時, 我國工業研發投入比例較低, 研發人才數量不足。目前我國工業企業研發投入占銷售收入的比例僅為1.2%, 分別比美國、德國、日本低3.5%、2.6%和1.7%。2010年全國大中小企業開展研發機構的只有28%, 研發人員占從業人員的比例僅為3.3%。許多方面數據都在警示著國內企業。
難以估量的發展潛力
未來家具生產商將不再需要設計千篇一律、缺乏新意的產品, 而是由顧客提供自行設計的產品圖;購物網站可能只需提供產品設計圖, 由顧客在家自行打印成品, 從而大幅減少運費……
據沃勒斯同仁公司總裁特里·沃勒斯說, 3D打印產品和服務去年的銷售額是17億美元, 到2019年, 該行業的收入將達69億美元, 其中零部件制造業務預計將占80%。
但3D打印技術并非沒有軟肋。與傳統工業銑床低至5萬美元的成本相比, 工業規模的3D打印機成本高達幾十萬甚至逾百萬美元。此外, 打印批量小物件依然要消耗數小時甚至一天多, 因此尚不適用于大規模生產。
不過, 隨著生產速度和質量的不斷提升以及打印裝置和材料價格的下降, 越來越多的工業部件將被打印出來, 而不是被沖壓或燒鑄出來。
1912年前后出現的科學技術——電氣化、電話、汽車時代的萌芽、不銹鋼和無線電放大器的發明都推動了經濟的增長。然而即便當年那些知識最淵博的觀察家, 也未能預測到這些科技發明所產生的變革性力量。
3d打印智能制造范文第4篇
3D打印 (3D Printing) 技術作為快速成型領域的一種新興技術, 目前正成為一股迅猛發展的潮流。3D打印起源于已有較長時間工業應用歷史的“快速成型技術”, 是在計算機控制下, 基于“增材制造”的原理, 采用各種方法堆積離散材料, 最終完成零件的成型與制造的技術。3D打印與傳統的加工工藝通過切削、打磨、沖壓來實現產品成型的過程具有本質區別, 其分層制造的特性能夠便捷地實現數字模型向產品實物的轉化, 且無需模具, 產生極少的廢料, 在非批量化生產中具有明顯的成本和效率優勢。隨著互聯網在人類生活中的應用不斷深化, 以及物質文化消費需求逐漸凸顯出個性化的特征, 3D打印作為一種制造技術得以迅速崛起。
3D打印具備顛覆現有制造業生產模式的巨大潛力。由于3D打印無需模具, 單個生產與批量生產的成本差別不大, 使3D打印在非批量生產中極具優勢。同時, 節省材料、成本與形狀復雜度無關的特性, 也使得3D打印在很多場景成為比傳統工藝更優的選擇?；谌藗儗€性化產品需求的不斷增強, 以及研發設計環節在整個制造產業鏈中愈發重要的判斷, 筆者認為3D打印存在巨大的市場前景, 在多個領域具備顛覆傳統生產模式的可能。業界普遍認為, 在消費級的3D打印市場, 基于工程塑料的熱塑擠壓技術成為主流;在模型、設計領域, 光敏樹脂固化將成為主要技術;在金屬、合金構建直接制造領域, 激光燒結具有巨大的發展前景;生物材料同樣具備巨大的發展潛力, 在醫療、美容、保健等領域具有顛覆性。另外, 由于3D打印使得產品的制造環節可以實現由數字模型到產品實物的“一鍵實現”, 使得制造過程完全可以在用戶處進行, 對集約生產下的物流模式也會產生巨大沖擊。
技術不斷突破和應用持續拓寬給人們帶來極大的想象空間。由于3D打印技術極易將商品的流通轉化為數字模型的傳播, 因此業界很多研究者認為3D打印將成為催生新一輪工業革命的新興技術。目前, 3D打印比較成功的應用包括設計過程中的原型制造, 沖模、手板等模具相關物品的制造, 以及在航空和軍工領域的飛行器結構件制造等。在線的3D打印服務在全球范圍內也迅速興起, 成為獲得個性化個人消費品、工藝品的重要途徑。上述領域主要受益于3D打印無需模具的特性, 在非批量制造中取得成本和效率優勢。筆者認為, 結合社交網絡對產品模型的分享傳播和眾包模式下大眾對設計過程的廣泛參與, 3D打印將成為一種顛覆性的制造技術和滿足人類個性化需求的重要途徑。美國Shapeways公司和Quirky公司的案例已經很好地驗證了上述觀點。同時, 可以想象, 隨著3D打印材料類型的日益擴充, 對產品性能控制能力的增強, 以及打印精度和體積的提升, Shapeways和Quirky這類公司的業務范圍將不再局限于“中看不中用”的塑料工藝品和結構件。
2 3D打印在全球迅猛發展勢頭
在2008年開始的本輪全球金融危機當中, 歐美國家普遍意識到以服務業作為主導產業的空心經濟在面對經濟周期波動時的脆弱性。同時, 新興國家的成本優勢又使得發達國家在傳統制造業上不再有競爭力。因此, 結合自身技術領先的優勢, 發達國家普遍將目光投向以ICT技術、新材料技術、高精密機電技術和高端裝備技術為代表的先進制造業, 希望以前瞻布局和技術先發優勢占領未來制造業的高端環節, 繼續保持在全球經濟的主導地位。而3D打印作為一種具有全新稟賦的制造技術, 被各國政府寄予厚望, 成為發達國家振興本國制造業的“救命稻草”之一。
“重振美國制造業計劃”將3D打印作為首個振興美國制造業的支撐技術。2012年8月, 美國總統奧巴馬撥款3 000萬美元, 在俄亥俄州建立了國家級3D打印研究中心, 并計劃第一步投入5億美元用于3D打印, 以確保美國制造業不繼續轉移到中國和印度。該計劃是3D打印第一次得到國家層面的重視和支持。
美國率先拉開制造業變革序幕。2012年10月, 3D打印服務的代表企業———Shapeways公司進行業務擴充, 公司在位于紐約皇后區的“未來工廠”投入運營。“未來工廠”里的機器, 就是50臺工業3D打印機, 通過Facebook和Twitter等社會媒體, 接受客戶的各種產品的三維設計方案, 并在數天內完成產品的打印生產, 然后寄給客戶。同時, 該公司還為商家和設計者設立平臺, 使他們可以利用公司的3D打印機生產并銷售自己設計或收集的產品, 目前公司有近15萬個平臺會員, 6 000余名設計者, 截至2012年6月20日, 公司已為會員打印100萬個3D產品, 成為以3D打印機作為生產設備的運營典范。
歐洲借助重點應用引導3D打印產業發展。歐洲的3D打印產業發展在尖端領域主要由航空航天項目引領突破, 如歐盟第六框架項目大航空航天組件快速制造等。而在普及應用環節則借助每年一度的法蘭克福模具展這一平臺, 聚集全球領先的快速成型技術, 達到了很高的技術專業性和經濟性。
歐洲的產業組織力度較強。著名的大型合作項目包括英國的增材制造創新中心、歐盟第六框架項目大航空航天組件快速生產Rapo-lac, 全程專注航空航天的SMD技術等。同時, 歐洲工業界也主動組織形成3D打印產業群, 開發3D打印的市場。一度形成原始創新技術源于美國, 但其后的研發和應用及商業化卻是由歐盟等國家完成的局面。
我國3D打印技術研發起步較早, 但早期投入力度不足。最先進行3D打印技術研究的是清華大學的顏永年教授, 并在20世紀90年代初將3D打印的理念積極引入我國。隨后, 清華大學、西安交通大學、華中科技大學與北京隆源自動成型系統有限公司, 以技術引進為主, 迅速形成了國內“三校一企”的3D打印研究陣營。由于受到科研經費短缺以及產業化規模提升乏力的制約, 我國3D打印技術的研發進入低潮期。
目前, 我國3D打印企業在消費級市場、軍工市場和企業市場均有所建樹。北京太爾時代目前在全球消費級3D打印市場已占有一席之地, 其產品獲得美國《MAKE》雜志的“年度最佳3D打印機”稱號;北航的王華明教授及其團隊研發的鈦合金激光成型技術達到全球先進水平, 在我國航空及軍工領域獲得應用;而湖南華曙高科的許小曙博士將源自于3D Systems公司的成套技術和理念引入國內, 在企業級市場占有統治地位。
3 3D打印與第三次工業革命
由于傳統制造業面臨自然資源、化石能源和生態環境的多方面制約, 發展前景屢遭唱衰?；ヂ摼W普及和物質豐富在持續推動人類物質文化消費由同質化向多樣化、個性化轉變。傳統集約生產、批量制造的工業模式已經逐漸達到發展極限。以新一代信息技術為引領, 新能源、新材料、新機械技術為支撐的第三次工業革命正在開始萌芽, 未來分布式的制造業和眾包式的服務業將成為人類社會化生產的主要形態, 而3D打印正在此時拉開了制造業變革的序幕。
傳統工業模式的極限已經來臨。第二次工業革命是以石油和其他化石能源為基礎逐步發展起來的, 業界預計石油能源在2010—2020年全球石油產量將達到峰值, 然后在100~200年內逐步退出主要能源的舞臺。近200年來, 燃燒煤炭、石油、天然氣推動了人類的工業化進程, 向地球大氣中排放了大量的二氧化碳, 地球生態系統遭到極大破壞。各類有機物、金屬污染更使得地球環境變得對生物愈發的不友好。因此, 筆者預計以化石能源為基礎的工業運行體系將逐漸崩塌。
新能源成為未來全球經濟發展的必然選擇, 分布式生產將取代集約生產。在上述背景之下, 可再生、清潔的新能源就成為傳統能源的必然替代品。2009年以來, 各國均大力發展新能源產業, 風電、光伏裝機量大幅上揚, 同時上網電價與火電也在不斷接近, 展現出巨大的發展潛力和發展前景。而新能源分布式產出的特點, 決定其無法像化石能源那樣支撐傳統制造業的集約生產方式。因此, 未來的制造業必然是分布式的。在3D打印技術作為支撐的基礎上, 全球化的分工協作將從制造環節轉移到研發設計環節, 最終形成設計模型后, 轉化為產品將是任何一處工廠皆可完成的任務, 向規模求效益的模式將不復存在。
批量生產模式難以滿足日益個性化的用戶需求, 需求導向的社會化生產將更具優勢。從新經濟角度, 3D打印的“制造+服務”模式會改變人類現有的生活方式。在新經濟的發展過程中, 通過持續的科技創新和勞動力水平提升, 面向人們基本生存需要的農業和制造業的占比日益降低, 以滿足人類更高層次需求為目的的服務業愈發重要。隨著生產力水平的提升, 人們開始在集約生產帶來的同質化消費上追求更高層次的個性化、定制化。新媒體、社交網絡滿足了人類在精神層面的個性化需求, 而3D打印正是實現物質個性化的最佳解決方案。
4 3D打印給中國制造業帶來的機遇與挑戰
3D打印機是未來制造業的重要組成部分, 正如PC之于信息行業。對比信息行業的發展歷程, 工業用快速成型機相當于20世紀60年代的專用和大型計算機, 而民用3D打印機則是20世紀70年代的個人PC和蘋果臺型計算機。目前, 3D打印產業剛進入成長期不久, 全球競爭剛剛拉開序幕。我國在技術水平與國外相比落后不多, 具有極大的趕超可能。同時, 智能軟件、智能機器人、新材料和新的制造方法將形成合力, 產生足以改變經濟社會進程的巨大力量。
3D打印將顛覆我國傳統制造業。目前, 傳統制造業已經成為我國經濟的核心之一。面對第三次工業革命的沖擊, 任何試圖以傳統生產方式與新技術競爭的行為都將是徒勞的。我國制造業企業必須加深對即將到來的產業革命的認識, 積極應對新技術的挑戰, 包括認識到3D打印對于產品研發的重要提升作用、對產品性能的優化作用、開放式設計、定制化生產等的可能性。應當指出, 在第三次工業革命逐漸滲透的過程中, 企業核心競爭力的構建重心將發生轉移。人力資源和自然資源的價格對企業競爭力的影響將大幅減弱, 商業模式和業態創新能力、對市場需求的理解和產業組織能力更應被著重強調。
3d打印智能制造范文第5篇
1 我國制造業概述
我國傳統的制造業發展面臨著一系列的瓶頸, 這些問題嚴重阻礙這我國制造業的順利發展, 進而影響我國經濟的科學發展。因此, 以下是筆者就我國制造業出現的一些問題進行的簡要概述。
首先, 我國的傳統制造業缺乏一定的創新思想。和其他的發達國家相比, 我國在制造業方面浪費了大量的資源, 還對于環境產生了非常惡劣的影響。我國雖然成為了全世界最重要的制造中心之一, 并且已經贏得了世界工廠的頭銜, 但是這些都不能有效提升我國的國際地位。我國的制造業在國際上只是表現在總量上面, 在質量等其他方面就很難與其他發達國家相提并論。這種情況較為明顯地體現在金融危機爆發之后, 我國一些制造業產品在質量上和發達國家呈現著巨大的差距, 特別體現在一些附加值很高的復雜性產品之中, 這種差距使得我國的制造業發展受到巨大的沖擊。這種在質量等方面出現的問題就表明了我國在制造業方面需要加大創新力度。另外, 根據相關的統計表明, 我國目前很多的行業都出現了產能過剩的情況, 制造業尤為突出, 其中表現為紡織業和服裝業等。
2 3D打印技術對于我國制造業的影響
2.1 減少人力成本
根據相關的研究顯示, 一些類似于飛機和火電等行業使用一些重型的機械以及高端的精密機械裝備進行工作, 這些精密的儀器和設備等在制造的過程中都會使用到很多的材料, 并且還需要經過特別復雜的工序。像是一些類似于切割焊接等的制造過程都需要花費大量的人力來完成工程, 這對于工人的技術的要求也非常高, 另外這也對于員工的人身安全影響極大, 對企業來說是一種重要的資源消耗。但是, 3D打印技術能夠實現一些操作過程的無縫連接, 實現無縫連接能夠使得大數目的螺絲螺帽在生產過程中的大部分流程成為多余, 3D打印技術還能夠使得結構之間的的相對穩定性能和連接的強度得到大幅度的提升。跟傳統的制造技術相比, 3D打印的原理能夠使用增加材料的方法來制造出更為復雜的形式的產品, 這對于我國的制造業來說大有裨益。因此, 3D打印技術能夠對我國的制造業產生非常積極的影響, 這其中的一個重要優勢就是減少更多的人力成本。
2.2 增加創新機制
3D打印技術屬于一種能夠使用電腦來輔助技術來完成的一系列的數字性的切片, 并且能夠使用這些切片的相關信息來傳送到打印機上面, 之后再進行多層次的加工并且成形, 簡而言之就是把一些連續性的薄型的層面進行堆疊, 一直到一個固態的物體能夠成型[2]。換而言之, 3D打印技術和普通的打印機的相關工作原理非常相似, 在和電腦進行連接之后, 使用電腦進行控制將需要打印的材料來進行層層疊加, 最后的環節是將計算機上面的藍圖變成為需要最后成型的實際物體。3D打印技術作為新興技術的一個重要方面, 它很可能能夠從本質上改變很多的產品的生產的組織方式, 更加吸引關注的是傳統型的大規模產品生產的相關優勢出現的削弱的情況, 甚至是消失。這給中小企業特別是一些個體的企業的發展帶來新的機遇, 并且能夠使用集中方式的生產規模來朝向分布式的生產方式前進。傳統的制造業因為資金的問題使得一些創新項目很難順利展開, 嚴重阻礙制造業的發展。但是, 目前很多中小企業可以使用3D打印技術來創新本企業的生產, 為企業的發展創造新的機會。
2.3 緩解產能過剩
我國的傳統制造業大部分都出現了產能過剩的問題, 這些問題大部分都體現在鋼鐵等行業[3]。這些行業的產能過剩問題在世界金融危機爆發之后尤為明顯, 并且還大范圍地延伸到了汽車和機械等高科技的行業之中。在很長的一段時間內, 我國的產能過剩問題還存在于一些整齊劃一的生產企業上, 這些產品生產出來都是一個樣, 長時間下來國內的需求很難消化這么多的產品, 盡管在價格方面有很大的優勢, 但是在質量上并不能具備優勢, 出口的競爭優勢喪失, 產能過剩的問題又進一步體現出來。在3D打印技術出現之后, 相關的產業負責人能夠在打印技術的支持之下消費者根據自身的消費需求來量身定制屬于自身的產品, 這對于大多數的消費者來說具有很強的吸引力。這種量身定制的效果不但能夠摸清市場的情況, 還能夠減少行業出現的產能過剩的問題, 并且能夠實現更加積極的銷售效果, 減少一些產品積壓的情況出現。因此, 3D打印技術對于我國制造業的影響還體現在緩解產能過剩方面, 能夠有效地緩解目前我國大多數制造行業出現的產能過剩的問題。
結束語
3 D打印技術能夠有效地減少一些人力資源的浪費, 為我國的大多數制造行業節省物質和人力資金, 還能夠縮短一些作業的功效, 對于促進我國制造業的科學發展至關重要[4]。目前, 我國的制造業還存在著一系列的技術和創新等方面的問題, 3D打印技術能夠提供一定的技術支持。筆者主要討論3D打印技術對于制造業的影響, 希望能夠為促進我國的制造業的健康發展提供一定的幫助。
參考文獻
[1]朱福珍, 潘慶勇, 張興福.3D打印技術對墾區食品制造業的機遇、挑戰與對策[J].農場經濟管理, 2013 (3) .
[2]谷祖威, 于慧.3D打印技術對汽車零部件制造業的影響[J].現代零部件, 2013 (9) .
[3]王景利, 張瑩梅, 李善香.關于3D打印技術對經濟發展的影響分析[J].金融理論與教學, 2014 (3) .
3d打印智能制造范文第6篇
近些年, 該項技術已經成為先進機械制造領域中的一種前言話題。某些相對較發達的國家已經使該項技術在機械制造領域里得到了更為廣泛的使用, 并且國家高層也給予了這種技術的高度認可, 但是就我國而言, 此技術在機械加工制造領域中的應用與發展才剛開始, 為了推進3D打印技術在我國機械制造方面的進度, 我們必須將3D打印技術與我們的實際工作相結合, 從而更全面的了解該技術。
1 3D打印技術的起源與發展
從Charles Hull于1984年生產出的第一臺3D打印設備問世至今, 該項技術已經經歷了30余年的完善進步, 正逐步成為最具生命力的先進增材制造技術之一。在1991年, 由Stratasys生產的FDM3D打印機、由Cubital生產的平面固化 (SGC, Solid Ground Curing) 打印機以及Helisys生產的自動打印設備均已經完成了商業化。1996年3D Systems公司使用噴墨打印技術制造出Actua 2100-3D打印機。在中國, 1994年北京隆源自動成形有限公司成功應用3D打印原理制造出了中國第一臺具有自主知識產權的增材制造成型打印設備—AFS-360。并應用塑料粉末狀物、聚丙烯塑料等來作為原材料, 從而來加工制造三維工藝品、人工假牙、自行車架、汽車方向盤、骨骼等等。目前3D打印技術的應用范圍非常廣泛例如航空航海航天產品、藝術工藝品設計加工、醫療器械、軍工制品、汽車生產。
2 增材制造原理
3D打印技術 (增材制造) 的其實質就是從縱坐標軸方向把所設計的產品的三維模型在三維仿真軟件中剖切成有限多個平面, 通過分層加工與疊加成形相結合的方法, 逐層打印材料來生成3D實體, 形成等比例的實體模型。3D打印機根據不同的成形方法, 其工作原理主要有一下兩方面:
2.1 依據三維成形的3D打印原理
依據三維成形方法的3D打印機, 首先把定量的原材料粉末狀物由原料存放桶輸送出, 在加工平臺上把這些粉末狀物經滾筒碾壓為薄層, 之后在需要打印的區域通過噴頭噴出已經調和好的粘合劑。原材料粉末狀物遇到調和好的粘合劑之后會快速凝結固化。這樣在打印完一層之后, 工作臺根據程序的設定會自動下降設定的距離, 依據計算機設定的值不斷進行打印循環, 最終完成三維模型的三維成形打印, 然后清除打印機工作臺上的沒有固化的粉末。
2.2 依據熔融固化技術的3D打印原理
依據熔融固化技術的3D打印機, 首先把三維實體模型導入到3D打印機的電腦程序中, 經過打印機的控制程序自動規劃出打印頭的運動路線。接著在電腦的程序的指導下打印頭自動依據三維實體的運動路徑在加工平面上噴出每一層的剖面, 這時經供絲裝置把絲狀的原材料送至打印噴頭, 并把已經熔化的原材料絲狀物噴出, 凝聚在工作臺上。凝聚在工作臺上的熔融狀態材料通過冷卻裝置冷卻之后匯聚成一層很薄的三維實體剖面薄片, 從而得到所需要實體的加工剖面輪廓。電腦程序自動將噴涂程序不斷循環往復, 工作臺平面的高度根據電腦程序的指令自動降低來達到層層疊加, 直到形成所需要的三維實體模型電腦程序自動停止。
3 機械制造領域的應用
3D打印技術即“增材制造”, 是利用材料多層疊加方法, 由平面工作臺自動升降把零部件從無到有地制造出來的先進零部件加工方法, 它完全不同于傳統的零部件加工方法, 在機械零部件制造領域引發了重大改觀。
3.1 產品開發速度加快
過去開發一個產品, 尤其是具有復雜形狀的零部件, 需要較多的生產設備, 例如, 專用機床、工裝夾具、專業的生產人員等等, 這樣才能完成一個零部件的加工生產, 然而經過加工生產的產品不一定能滿足市場的需要。還需要經過市場的長時間檢驗, 對所設計的產品進行多次的修改, 從而滿足市場的需要, 這樣的生產過程周期較長, 然而增材制造技術是加工人員節省了時間, 也擺脫了對加工設備的束縛, 一臺3D打印機即可完成所有的制造工序進而完成零件的生產。
3.2 設計理念轉變
與傳統零部件加工方式進行比較, 以前結構冗雜的零部件通過3D打印機可以很容易的加工出來, 這樣需要加工的零部件的穩定性與集成度得到提高, 使產品的加工與設計過程得到了大大的簡化。
具有形狀復雜、批量小的航空類零部件形狀千變萬化、穩定性要求高。原來由300多個零件組成, 通過3D打印技術可以把它簡化為三個主要的零件, 提高了安全可靠性;通用公司應用3D打印技術制造航空航天與船舶葉輪等關鍵制件。
4 總結
為了滿足零部件強度、剛度、精度等要求, 我們需要不斷的提高零部件在機械制造加工中的打印質量, 進而逐步改進與完善我國的3D打印技術。國家通過加大對研究機構的扶持力度, 完善3D打印聯盟的組建, 加強3D打印技術的教育培訓工作, 從而提升我國的3D打印技術水平。當然, 我們還要汲取發達國家的先進增材制造技術, 使我國的3D打印技術與軌跡接軌。
參考文獻
[1]黃建, 姜山.3D打印技術將掀起第三次工業革命[J].新材料產業, 2013 (1) :62-67.
[2]劉銘, 張坤, 樊振中.3D打印技術在航空制造領域的應用發展[J].裝備制造技術, 2013 (12) :232-235.
[3]王雪瑩.3D打印技術與產業的發展及前景分析[J].中國高新技術企業, 2012, 26 (233) :3-5.