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3D打印的未来之路

来源:e键打印   发布时间:2015-06-04 09:14:00   浏览次数:1242
   一个想法、一些材料加上一台 3D打印机,就可以把你脑中的一切想法转化成现实。这项已被美国《时代》周刊列为"美国十大增长最快的工业"的技术,从原理上来看,可以打印一辆车、一栋房子、一只胳膊,甚至一块肉。

   GE公司的研究人员也曾宣布,未来50年内, 3D打印技术将能够成功打印出制造业之王-航空发动机。3D打印机所带来的数字世界和物理世界的智能对接,让我们不禁对其未来投去期待的眼光。在最新一期投融界线下沙龙活动中,一个 3D打印项目吸引了现场投资者的目光,光明的行业前景和强势的企业执行赢得了投资者的肯定。3D打印技术到底缘何火热,它又将为哪些行业带来红利?

想不到的打印    

   在上个世纪80年代,3D打印的概念诞生了。1995年,MIT创造了"3D打印"这个名词,随后3D打印便开始在实验室悄悄萌芽。现如今,3D打印技术已逐步运用到越来越多的行业,那些你想得到的、想不到的。

   1.医疗业。一位83岁的老人换上了由3D打印机的"打印"出来的下颚骨,成为世界上首例用3D打印产品做人体骨骼。根据美国组织AmputeeCoalition的统计,目前美国约有200万人使用3D打印假肢。3D打印不仅能够打印医疗模型、医疗器械,还进入到人体活器官"按需打印"领域,为器官功能衰竭的患者带去福音。

   2.食品业。很难想象3D打印机还是完美的厨娘,只要你把设想的食材放进去,再输入食谱,美食就这么简单的完成了。2014年美国军方就对外发布了一款3D打印机,这台打印机打印出来的东西可以让士兵们直接吃掉,恢复体能。

   3.建筑业。工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美。完全合乎设计者的要求,同时又能节省大量材料。

   4.汽车业。2014年,世界上第一辆3D打印汽车面世。这辆汽车只有40个零部件,建造花费了44个小时,最低售价1.1万英镑。这辆由美国Local Motors公司设计制造名叫"Strati"的小巧两座家用汽车开启了汽车行业新篇章。

   5.文物保护。博物馆里使用复制品替代原始作品,以保护不受环境或意外事件的伤害是惯有的做法。最近史密森尼博物馆就因为原始的 托马斯· 杰弗逊 要放在弗吉尼亚州展览,所以博物馆用了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。

想得到的难题

  3D打印技术的强大,让很多业内人士大呼第三次工业革命来了。但制造业漫长且复杂的更新升级工程,如果仅靠3D打印技术,就显得过于乐观了。除了市场培育需要时间外,现阶段的3D打印技术本身存在很多挑战。

   例如不适合直接制造高精度的产品。由于3D打印材质是一层一层堆积成形,每一层都有其厚度,这决定了它的精度难以企及传统的减材制造方法。若追求更高精度,则需不断降低单层厚度,而这又意味着制造时间的大幅延长。这个难以克服的问题,导致了它很难生产类似于轴承、滚珠类的产品。就目前而言,用3D打印技术制造可直接装配的零件,只适用于难加工的贵重材料,或用传统方法制作浪费大、甚至根本制作不出来的精度要求的复杂形状,比如飞机。


   相较于打印技术的限制,打印材料的限制更为显著。3D打印材料是用于逐层堆积制作零部件的基础原材料,也是该应用的技术核心。由于3D打印技术采用在水平面内逐行成型、在三维结构内逐层堆积的技术原理,致使打印材料性能直接决定了成品的强度、粗糙度、防潮性、热稳定性、生物相容性等性能,而材料性能又能进一步影响热处理、表面理化处理、精加工、抛光镀膜等后续工艺,直接影响生产成本和成型效率。

   目前可应用于3D打印的材料种类较少,大量材料的应用潜能也未被开发出来,但这恰恰意味着3D打印将迎来新一轮的技术创新和商业模式变革,众多行业巨头正在积极抢滩圈地。