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3D打印,难道终究只是概念?

2019-06-14  来自: 厦门太星3D打印服务有限公司 浏览次数:28

【1】2015-2016年,3D打印就被炒过一波


2015 年,工信部发布的《国家增材制造(3D 打印)产业发展推进计划(2015-2016)》,首次明确将3D 打印列入了国家战略层面,这也自1986年3D打印诞生后的30年后,中国政府首次将其拔高到国家战略层面,配合当时的牛市氛围和主题投资盛行,3D打印一度受到市场热捧。


但是把A股翻来覆去扒拉个遍,其实没有一家纯正的3D打印标的。这就是股市的神奇之处,“巧妇难为无米之炊”,但是股市可以讲梦想,画大饼,而且的确有人靠纸上的饼,吃了个饱。


而现在,这纸上的饼,已经逐步走进现实,不再是空中楼阁。比如“钢铁侠”马斯克的SpaceX公司开发的新一代Dragon VZ载人飞船的SuPer Draco引擎的冷却道、喷油嘴和节流阀等高度复杂的结构,正是由3D打印解决的。

 

【2】 再论耳熟能详的3D打印技术


3D打印或者说增材制造,是制造业有代表性的颠覆性技术。这句话划重点,是理解3D打印技术的核心。增材制造加工方式对于自由形状和复杂特征的零件,能提供了大大的自由度,未来很可能在高端制造领域替代传统的机床加工。


展开来说,3D打印就是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层离散和数控成形系统,将三维实体变为若干个二维平面,利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积熟结,最终叠加成形,制造出实体产品。


经过近30年的发展,3D打印也形成了很多技术流派,分类方法也多种多样。


其中发展最早、使用最广泛的是激光选区熔化SLM(selective Laser Meltillg,SLM)和选择性激光烧结成型技术(Selective Laser Sintering,SLS)。SLM技术是采用激光有选择地分层熔化烧结固体粉末,在制造过程中,金属粉末加热到完全融化后成形。


SLS 技术是预先在工作台上铺一层粉末材料,激光按照界面轮廓信息,对实心部分粉末烧结,然后不断循环,层层堆积成型。与SLM 技术不同,在打印金属粉末是SLS 技术在实施过程中不会将温度加热到使金属熔化。


3D打印的优点主要包括:


(1)零件质量指标优于铸锻件或者接近。

(2)成形过程中产生的热量较少,零件很少发生扭曲变形,因此精度高。

(3)由于是热加工原理,可处理的金属材料范围广泛。

(4)精准制造,可节约大量材料。

(5)方便建模,缩短复杂零部件交付时间,实现柔性化制造。


3D打印当前也存在部分缺点,主要包括:


(1)产品的纵向的力学性能远小于横向的力学强度.

(2)打印速度缓慢,产品表面质量也有待提高。

(3)目前比传统制造方法耗时更多,产品价格更贵。

(4)工艺存在不稳定性。


鉴于此,3D打印当前主要的用武之地是个性化定制产品的小批量场景,或者是生产对于传统制造技术来说非常复杂的产品。很容易想到,目前应用最广的领域就是航天航空工业。


比如GE公司投资5000万美元建3D打印工厂,生产新一代LEAP喷气发动机(C919也采用这款发动机)的燃料喷嘴,以及制造发动机的涡轮叶片。过去的发动机燃料喷嘴零部件多达20多个,而通过3D打印,零部件的数量减少到3个。在重量减轻25%的基础上,强度却增加了5倍。


除了刚才所讲的对制造工艺的颠覆外,关于3D打印另外一个核心点是3D打印+物联网,可能会诞生新的商业模式。


3D打印:(1)由于需要建模,自带数字化属性。(2)多采用激光、电子束接触加工方式,非接触式可与其他众多技术,比如自动化技术、人工智能实现有机融合。因此,长期可以想象的空间更大。







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