3D打印技術簡介3D打印技術出現在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的快速成型裝置。3D打印,即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術原理3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印機的打印材料是墨水和紙張,而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是實實在在的原材料,打印機與電腦連接后,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來,終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說,3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備,比如打印一個機器人、打印玩具車,打印各種模型,甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術稱為3D立體打印技術。應用領域該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、以及其他領域都有所應用。河南三維檢測儀價格,咨詢河北莊水科技有限公司;陜西三維檢測
金屬粉末逐步實現國產替代原材料是金屬3D打印的制造成本中占比大的一部分。DigitalAlloys以鈦粉末(6Al-4V)為例,對于SLM、EBM、DED、BinderJetting、DigitalAlloys等主流的金屬3D打印工藝的制備成本進行統計,發現每千克產品的打印成本中原材料成本是占比高的(除SLM工藝外),同時隨著成型精度、成型質量、打印時間的增長,設備、維護和人工的占比逐步提升,在打印質量好的SLM工藝中,設備、維護和人工成本是占比高的,其中也有保護因素,但是在打印效率越來越高、規模效應越來越明顯的趨勢下,材料成本占比將進一步提升。根據IDTechEx預測,到2028年金屬3D打印全球規模有望達到120億美元,其中超過90%是由打印材料貢獻的。規模化生產中打印材料占據大部分的產值,金屬打印原材料要求高,其成本和供應能力是制約3D打印發展的瓶頸之一。金屬粉末是3D打印產品具有良好性能的關鍵,所使用的金屬粉末一般要求純凈度高、球形度好、粒徑分布窄、氧含量低。便宜的耗材無法制備高性能產品,無法向附加值更高需求更迫切的工業制造領域推廣;而耗材售價高昂且供應能力有限,直接推高了3D打印技術應用的成本,尤其是金屬打印領域材料成本占比非常高。杭州三維檢測價格三維檢測設備價格,咨詢河北莊水科技有限公司;
航空航天領域金屬3D打印應用于直接制造的優勢在于:1)縮短新型航空航天裝備及零部件的研發周期:金屬3D打印無需研發零件制造過程中使用的模具,讓高性能金屬零部件,尤其是高性能大結構件的研發、制造流程大為縮短。一些需要單件定制的復雜部件用傳統工藝制作的周期過長,打印工藝制造速度快,成形后的近形件需少量后續機加工,可以縮短零部件的生產周期。美國宇航局馬歇爾太空飛行中心通過3D打印制作火箭噴射器,制造時間明顯縮短,花了4個月的時間,成本削減了大約70%。2)復雜結構設計得以實現:金屬3D打印具有高柔性、高性能靈活制造特點,可實現靠傳統制造難以實現的復雜幾何結構。,同時,3D打印工藝能夠實現單一零件中材料成分的實時連續變化,使零件的不同部位具有不同成分和性能,是制造異質材料(如功能梯度材料、復合材料等)的佳工藝,這大幅提升了航空航天業的設計和創新能力。3)滿足輕量化需求,減少應力集中,增加使用壽命:金屬3D打印技術的應用可以優化復雜零部件的結構,在保證性能的前提下,將復雜結構經變換重新設計成簡單結構,從而起到減輕重量的效果。而且通過優化零件結構,能使零件的應力呈現出合理化的分布,減少疲勞裂紋產生的危險。
3D打印設備供應商作為目前的產業鏈,除設備銷售業務外,往往涉及上下游配套環節。該現象主要是由于產業壁壘高、應用成熟度低和相關專業人員匱乏所導致的。但是隨著3D打印商業化應用和產業化的快速推進,以及國內打印材料制備技術的成熟,預計打印材料和加工服務等環節的產值有望實現大幅增長。政策大力支持下,我國3D打印產業進入快速發展期全球3D打印行業發展正處于快速商業化階段。從全球看,3D打印技術的發展歷史分為三個階段:1)1892-1988年是增材制造技術的初期階段,“材料疊加”制造思想和初步技術出現;2)1988-1990年是增材制造技術初步應用的階段,3DSystems推出臺SLA商用機,SLS、FDM、LENS等技術陸續被推出;3)1990年起開始進入商業化階段,實現了金屬材料的成形,LSF、SLM等技術被推出。2009年以后商業化加快,各國紛紛制定了支持3D打印產品發展的戰略規劃與技術路線,將3D打印作為制造業創新升級重點布局之一。3D打印產業的發展離不開國家戰略規劃和政策支持,美國成熟度高投資力度大。1)美歐在3D打印領域研發早投入力度大,美國早從國家戰略層面對產業發展予以支持,致力于低成本3D打印設備的社會化應用和金屬零件直接制造技術在工業界的應用。湖南三維檢測儀價格,咨詢河北莊水科技有限公司;
近幾年,3D打印技術在先進制造和科研領域引起持續關注,其原因在于,該技術在快速制造復雜三維結構、三維結構設計的自由度、滿足個性化定制加工、節省原材料等方面具有優勢。使其在促進“未來智造”的落地、促進制造業的轉型革新、下一代先進制造的興起方面均提供了巨大機遇,甚至被認為是第三次工業**的重要標志技術之一。盡管如此,3D打印技術距離在工業和生活中的大規模應用仍有相當距離,面臨很多關鍵挑戰。以3D打印技術推動制造業的變革性進步,將是一個長期的歷程,同樣會經歷初期的熱潮、遇阻后的冷卻、行業持續修煉“內功”、逐漸走向成熟并**終可能助力制造和生活方式的改變。筆者過去幾年在3D打印領域開展了一些研究工作,主要關注了功能納米材料3D打印和應用,并與國內外同行進行了合作,取得一定的成果(文末介紹)。在此過程中,也更清晰地感受到3D打印技術已經和即將對科研和產業界的深遠影響。未來擬致力于高性能打印材料的開發和應用和新型打印系統的開發相關工作,力求掌握技術,實現產業化應用。本文簡介了我個人對該領域的初步了解和思考,以期洞悉3D打印技術的整體樣貌之一斑,不拘于科研論文的形式,但求與同興趣者交流。廣西三維掃描,三維檢測服務公司,聯系河北莊水科技有限公司;杭州三維檢測價格
陜西三維檢測儀價格,咨詢河北莊水科技有限公司;陜西三維檢測
近幾年,作為快速成型技術的一種新型行業——3D打印產業的市場規模正在迅速擴大。它具有無縫制造、快速成型、高穩定性和高精確性等技術優勢,現已廣泛應用于建筑、醫療、航空航天等領域。3D打印技術的多領域應用3D打印,是融合計算機科學、材料科學、機械加工技術以及掃描等于一體的綜合性技術,適用于制造各種復雜結構產品。它區別于傳統打印機以水墨為材料,和機械加工的工作模式,通常是以粉末狀金屬等物質為打印材料,采用數字技術打印來實現。首先要在計算機內設計出要打印物體的三維電子模型,其次在與計算機聯網互通的前提下由3D打印機對三維圖像信息進行層層分割,終自動確定打印路徑并逐層打印直至成型。3D打印技術應用于航空航天領域1、在建筑領域,建筑設計師可將其設計的建筑模型通過3D打印機一次性的完整呈現出來,不僅速度快且制作成本低;2、在醫療領域,如頜骨、支架、牙齒、脊柱等的打印均已進入臨床,為醫學的進步作出較大貢獻;3、在航天領域,3D打印可完美滿足設計和制造、精密零部件的需要,已經成為提高航天器設計和制造能力的一項重要技術。華北工控認為,隨著智能制造業的不斷發展,3D打印技術也將被推向更高的水平。陜西三維檢測