3D打印技術(shù),可以在無需任何模具、刀具和工裝的情況下,以ABS、PP、PLA等高分子樹脂材料、光敏樹脂、橡膠、尼龍、冶金粉末、鈦合金等作為原材料,采用材料累加法,根據(jù)三維掃描并儲存在電腦中的CAD數(shù)據(jù),在計算機(jī)驅(qū)動控制下,用激光熔融的方法將材料逐層堆積,最終形成三維實體產(chǎn)品,實現(xiàn)“無模制造”。
專家表示,化工行業(yè)既為3D打印提供主要的原材料,也是其應(yīng)用的重點行業(yè)之一。與傳統(tǒng)的制造模式相比,由于3D打印無需道具與加工模具等生產(chǎn)準(zhǔn)備,即可實現(xiàn)任意復(fù)雜形狀零件原型制造,具有速度快、精度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。同時,該技術(shù)可使用多種耗材制作各種產(chǎn)品,使新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期縮短數(shù)倍甚至數(shù)十倍,費用節(jié)省30%~50%,加工效率提高3~5倍,新品成功率顯著提高,產(chǎn)品開發(fā)成本和市場風(fēng)險有效降低。
據(jù)調(diào)查,成都高新機(jī)械工程學(xué)院和材料工程學(xué)院等,在數(shù)據(jù)分層軟件、成型軟件等領(lǐng)域已經(jīng)積累了一定的研究開發(fā)和人才培養(yǎng)成果;四川大學(xué)和西南交大則在3D打印應(yīng)用技術(shù)方面有實踐經(jīng)驗,新材料產(chǎn)業(yè)則正是成都的優(yōu)勢主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
材料在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條中恰恰是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。盡管3D打印技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍需時日,但成都已經(jīng)具備了“搶跑”的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),在材料和航空航天領(lǐng)域都有較大的突破空間。
據(jù)悉,今年1月底,中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已與成都雙流縣達(dá)成意向,擬共同出資5億在雙流建設(shè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心,向成都及周邊地區(qū)的電子、汽車、機(jī)械設(shè)備等企業(yè)推廣3D打印技術(shù)。同時,四川大學(xué)也正積極與一家本土企業(yè)合作,準(zhǔn)備利用3D技術(shù)研發(fā)打印水陸兩用汽車。
而隨著成都首批重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖及相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究報告的出路,成都無疑將刮起一股更為迅猛的3D打印產(chǎn)業(yè)布局熱潮。
在國內(nèi),北京已建立“中國工業(yè)設(shè)計技術(shù)服務(wù)聯(lián)盟”,整合了國內(nèi)外39家從事打印技術(shù)的機(jī)構(gòu),培育設(shè)備供應(yīng)企業(yè)。其中一家企業(yè)已推出萬元級3D打印機(jī),2012年產(chǎn)品銷量達(dá)3000臺。
在陜西,已成立了三維打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,其發(fā)展重點為低價位3D打印設(shè)備及醫(yī)療3D技術(shù),并面向航天、超高飛行器方面作陶瓷材料的超前研發(fā)。
在南京,正在規(guī)劃以企業(yè)為基礎(chǔ)平臺,聚集江蘇省內(nèi)的高校資源,籌建省級“3D打印協(xié)同創(chuàng)新中心”、“3D打印技術(shù)研究院”、“3D打印服務(wù)體驗中心”等。
3D打印改變未來制造模式
在3D打印剛剛萌芽的時候,人們根本不會想到這種看似虛幻的想象力會有變成現(xiàn)實的一天。而如今,3D打印技術(shù)正在向著令人神往的方向發(fā)展,慢慢去一步步驗證著這一神奇。當(dāng)然在現(xiàn)階段,3D打印技術(shù)還有很多局限性,但隨著技術(shù)的不斷完善,以及越來越多的人愿意去嘗試并創(chuàng)作,相信在未來,3D打印前景會大有可觀。
對3D打印機(jī)而言,無論是生產(chǎn)一件產(chǎn)品還是生產(chǎn)機(jī)器能容納的最大量的產(chǎn)品,開動機(jī)器的成本都是一樣的。這就如同辦公室里的二維打印機(jī),無論打印一張信箋還是更多的文件,一直打印到墨盒需要更換、紙張需補(bǔ)充為止,其打印的單位成本總是一樣的。
越來越多的事實表明,3D打印機(jī)已不再是設(shè)計師和科學(xué)家的專屬機(jī)器,它已經(jīng)從實驗室和工廠逐漸走出來,并且走進(jìn)學(xué)校和家庭,與我們每個普通人的生活息息相關(guān)。3D打印的衣服和鞋子已經(jīng)多次出現(xiàn)在全球各大時裝展,3D打印的餅干和蛋糕已經(jīng)成為一些家庭餐桌上最受歡迎的小點心,3D打印的咖啡桌和個性家具頗受年輕人的喜愛,而在自行車和汽車等交通工具的設(shè)計中也越來越多地體現(xiàn)出3D打印元素。從小朋友的“喜羊羊”牙刷和定制玩具,到父母的立體婚紗照,再到爺爺奶奶的助聽器和義齒,3D打印讓家庭中的每個成員都感到驚喜并從中受益。
目前3D打印機(jī)制作 3D產(chǎn)品需要提供3D制作圖才能進(jìn)行制作,對于普通用戶來說可能比較困難,不過對于未來3D打印機(jī)來說,可能只需提供產(chǎn)品的多個角度的照片就可自行制作成3D制作圖,或者可以像《十二生肖》電影中,通過專業(yè)手套來進(jìn)行掃描產(chǎn)品,之后再通過3D打印機(jī)來制作即可。另外,未來3D打印機(jī)也會在家庭中必備的家電產(chǎn)品,制作DIY產(chǎn)品都可以使用3D打印機(jī)來進(jìn)行制作,未來3D打印機(jī)可以為家庭添色不少。
隨著中國制造業(yè)勞動力成本上漲,基于3D打印技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺的全球云制造模式將體現(xiàn)出更廉價、更快捷并且更綠色環(huán)保的優(yōu)勢,這將極有可能取代現(xiàn)有的中國制造模式。其次,3D打印的廣泛應(yīng)用使得整個產(chǎn)品研發(fā)過程都可以在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行,這將使研發(fā)周期縮短并且很好地保護(hù)了設(shè)計方案。然而,對于大量依靠模仿而生存且缺乏原創(chuàng)創(chuàng)意設(shè)計力量的中國微小企業(yè)來說,這無疑是一個沉重的打擊。令人欣慰的是,在中國北京、西安、成都和武漢等城市,政府已經(jīng)陸續(xù)開始著手對3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局和規(guī)劃,從設(shè)備研發(fā)、軟件設(shè)計、材料制備和技術(shù)服務(wù)等眾多環(huán)節(jié)全面鼓勵發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。希望中國能夠把握此次制造業(yè)轉(zhuǎn)型改革機(jī)遇,成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國。
3D打印技術(shù)正在遵循三步走的發(fā)展路線,逐漸從打印物體外形過渡到打印物體內(nèi)部構(gòu)成,最終發(fā)展到可以打印物體的高級功能和行為的階段,因此我們相信:在不遠(yuǎn)的將來,每個人都可以在家中打印可通話的手機(jī)、爬來爬去的迷你機(jī)器人,以及其他新奇好玩的電子產(chǎn)品。
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