3d打印技术将带动技术产业的变革

发布时间:2/11/2015 | 10260 次阅读

  通过特殊的打印机将一把立体的小提琴或一个生物肝脏打印出来,并且还能够使用……看起来似乎不可思议,但在现实中这一切不仅可以实现,而且还能在小范围内定制生产。这就是当前业界热烈讨论的3d打印技术。

  3d打印  从模型到成品

  3d打印技术在上世纪90年代就由美国科学家发明,但是普遍得到关注和实践是近两年的事情。

  3d打印技术又称三维打印技术,主要是由cad(计算机辅助设计)数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物。它通过对电脑中三维软件的识别,进行stl(三角网格格式)转换,再结合切层软件确定摆放方位和切层路径,并进行切层工作和相关支撑材料的构造。最后3d打印机使用喷头将固态的线型成型材料加热成半熔融状态之后挤出来,和支撑材料自下而上,一层一层地构铸成最终实体。简单地说,可以理解为软件把物体分成若干个横截面,而三维打印机将这些横截面一层一层地沉淀、堆积,最终形成所需要的实体。

  3d打印机与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把打印材料一层一层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这一技术与传统的去除材料加工技术完全不同,起先主要是供工程师们快速而廉价地制造产品模型,但现在,随着3d打印机的处理能力不断提升,它开始在多个领域得到应用。人们用它来制造服装、汽车、巧克力甜品等。

  例如,如果用3d打印机来打印机械装配图,打印出的齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动,而腔体、沟槽等形态特征位置准确,甚至可以满足装配要求,打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料,还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其他材料。

  沃勒斯同仁咨询公司总裁特里·沃勒斯说,3d打印产品和服务去年的销售额是17亿美元,而零部件生产占到近1/4。到2019年,该行业的收入将达69亿美元,其中零部件制造预计将占80%。

  3d打印  先进制造方式的变革

  3d打印被认为是先进制造技术和生产方式变革的产物。《经济学家》编辑保罗·麦基里认为,智能软件、新材料、机器人、新制造方法(例如3d打印)及基于网络的商业服务模式这5大要素正共同推动制造业向数字化方向发展,即我们正在经历的第三次工业革命。

  工业和信息化部副部长苏波认为,3d打印将使我国甚至全球的制造工艺、制造模式产生革命性变化。传统的制造工艺是对原材料进行剪裁、拼接后连接而成,而3d打印是通过软件设计,一层一层堆积材料把产品做出来。

  同时节省材料和加工时间。从制造模式上看,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是个性化的定制生产,产品上市时间缩短,同时不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。

  3d打印的优点表现在无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,大幅减少材料浪费,提高生产效率和降低生产成本。而且它还可以制造出传统生产技术无法制造的外形。

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