3D打印發(fā)展?jié)摿薮?可將想法立即變成現(xiàn)實(shí)

      發(fā)布時(shí)間:2024-06-25 點(diǎn)擊:56
      3d打印又稱為三圍打印,快速成形技術(shù)的一種,是運(yùn)用粉末狀的金屬或者是塑料等可黏合的材料,通過(guò)一層又一層的多層打印方式構(gòu)造零對(duì)象,模具的制造工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型,現(xiàn)在正在發(fā)展成為一種產(chǎn)品的制造,形成直接數(shù)字化的制造。理論上,只要電腦可以設(shè)計(jì)出的造型,3d打印機(jī)都可以打印出來(lái)。
      3d打印由來(lái)及發(fā)展
      “3d”打印并不是一個(gè)新概念。1995年mit創(chuàng)造了“3d打印”這個(gè)名詞,隨后3d打印便開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室萌芽。逐漸地,3d技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用在醫(yī)療模型、建筑模型等行業(yè),被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。
      真正的3d打印發(fā)源于軍方的“快速成型”技術(shù),是一種由cad(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))通過(guò)成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)。
      “快速成型首先是將實(shí)際物體的3d數(shù)據(jù)沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行分層處理,也就是將3d物體進(jìn)行虛擬化切片,得到無(wú)數(shù)個(gè)二維界面,由此形成每層截面的二維截面數(shù)據(jù)。”郭嶠介紹,“之后,再按照特定成形方法和技術(shù)每次只加工一個(gè)截面,這一過(guò)程反復(fù)進(jìn)行,直到所有的截面加工完生成實(shí)體原型。”
      3d打印潛力巨大可降低商品成本
      從短期也就是近幾年來(lái)看,3d打印的桌面式設(shè)備已經(jīng)成熟,在立體模型、兒童玩具、建筑設(shè)計(jì)行業(yè)已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用。此類低精度產(chǎn)品的打印設(shè)備價(jià)格低廉,甚至普通創(chuàng)業(yè)者也可以購(gòu)買,原材料價(jià)格較幾年前也大幅下降,因此市場(chǎng)需求正在高速增長(zhǎng),生產(chǎn)此類低端打印設(shè)備的企業(yè)有望直接受益。
      從中期看,高精度配件通過(guò)3d打印設(shè)備制造將是非常有潛力的市場(chǎng)。例如運(yùn)載火箭上某些零部件,需求量少,精度要求高,用傳統(tǒng)的模具制造方法生產(chǎn)成本高,而通過(guò)3d打印技術(shù)則可大大節(jié)約成本。另外,如果高精度3d打印設(shè)備價(jià)格像低端設(shè)備那樣出現(xiàn)大幅下降,那么應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的量化生產(chǎn)將更具吸引力,其無(wú)需模具制造、人工管理,沒(méi)有半成品過(guò)程,將大大降低商品成本。
      從更遠(yuǎn)的角度看,3d打印設(shè)備在醫(yī)療、文化藝術(shù)品等多個(gè)行業(yè)都會(huì)迎來(lái)更廣泛的應(yīng)用,其未來(lái)確實(shí)有可能引發(fā)一次“工業(yè)革命”,影響力在某種程度上甚至可以超過(guò)“物聯(lián)網(wǎng)”概念。
      3d打印助力儀器行業(yè)前期研發(fā)
      3d打印技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)滲入到生物醫(yī)療、航空、汽車、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)行業(yè),那究竟3d打印技術(shù)會(huì)給儀器制造帶來(lái)哪些好處?它是否會(huì)“顛覆”目前的儀器制造模式?目前,國(guó)內(nèi)儀器廠商是否已經(jīng)使用了該項(xiàng)技術(shù)?
      多年從事儀器研發(fā)工作的中科院大連化物所關(guān)亞風(fēng)研究員告訴筆者,其課題組2011年就從美國(guó)購(gòu)買了一臺(tái)3d打印機(jī),主要用于零配件及儀器外殼的制作。談及3d打印機(jī)所帶來(lái)的好處,關(guān)亞風(fēng)表示,“有了3d打印機(jī),我現(xiàn)在可以很快地把想法變成現(xiàn)實(shí),一個(gè)零配件模塊最多只需24小時(shí)就能夠完成制作,研發(fā)周期大大加快。另外,做儀器研發(fā),有些零配件因?yàn)榱啃『茈y找到加工工廠,利用3d打印機(jī)就可以解決此方面的問(wèn)題。”
      不過(guò),關(guān)亞風(fēng)也表示,“目前,3d打印機(jī)用于批量生產(chǎn)還不太現(xiàn)實(shí),成本太高,打印機(jī)本身價(jià)格就較高,中端大概10萬(wàn)美元,高端20萬(wàn)美元,而原材料也全部需要進(jìn)口,以一個(gè)儀器普通零配件為例,如果傳統(tǒng)模加工成本是100元,而3d打印機(jī)的成本則是3000元。3d打印機(jī)在儀器行業(yè)主要還是應(yīng)用于儀器研發(fā)及制作樣機(jī)階段。”
      了解到目前各廠商都未使用到3d打印技術(shù)。上海光譜儀器有限公司總經(jīng)理陳建鋼表示,“對(duì)于3d打印技術(shù)有關(guān)注,在上海光譜獲批的重大儀器專項(xiàng)研制項(xiàng)目中,公司計(jì)劃購(gòu)買一臺(tái)3d打印機(jī),不過(guò)也還處于前期了解和調(diào)研階段。”對(duì)于該技術(shù)的普及,他認(rèn)為,3d打印技術(shù)也只能用于前期研發(fā),并且目前儀器廠家對(duì)于3d打印機(jī)和原材料價(jià)格還不能接受。


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