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3D打印改变未来生活锁紧螺丝

时间:2022-08-12 18:13:47 来源:庆川机械网 浏览量:0

3D打印 改变未来生活

3D打印技术作为制造业升级的科技利器,被誉为将改变制造业,促成“第三次工业革命”的概念性极强的技术究竟将如何改变人类形成业已百年多的制造业形态呢?

3D打印是一种快速制造工艺,之所以得名,只因为制造机器能够直接将物体“打印”出来——人们首先需要通过电脑创建一个三维设计图(通常是SLT或CAD文件),3D打印机会对这个立体原型进行“切片”,分成一层一层的设计图样。然后打印机开始工作,将原材料按照分层设计图一层又一层地制造出来,再叠加上去,直到最终整体成型。当然,3D打印机所使用的材料,自然不是喷墨打印机里面的墨水,而是一些可以发生固化反应的材料,现在可以作为原材料的东西已经多种多样,主要包括树脂、塑料、陶瓷、金属等等。

最近几年关于3D打印的消息层出不求,它的使用范围越来越广。比如:3D打印的原材料扩展到金、银以及强度极高的钛,还有不锈钢;德国Voxljet制造了尺寸为4mx2mx1m的3D打印机;Cornell大学尝试利用3D打印机直接打印出食物出来;Exeter大学的研究人员,制造出以巧克力为原材料的3D打印机;哈佛大学的实验室开发可以实现生物细胞打印的设备;德国Fraunhofer Institue利用3D打印技术将血管给打印了出来;Loughborough大学的一个研究小组正在尝试让混凝土成为3D打印的原材料;Organovo开始研究如何利用3D打印机来打印人体器官。

这种新型的制造工艺将有何作用,又能给我们的生活和工作带来何种改变呢?

首先在功能性上,3D打印采用生成型的工艺,不同于传统的冲压、锻造等手段的铸模工艺,这使得传统意义上无法完成的生产将可以由3D来实现。这首先体现在有着许多“奇形怪状”零件制造要求的行业,比如航空,符合流体规律的空气动力学部件往往都不符合零件的生产条件,传统的工艺制造难度很大,勉强生产的也很粗糙不符合精密要求,或者许多内部的设计构造根本就无法被制作出来。3D这时候就可以大显神通了,由于它的生成型工艺,理论上任何形状都能“生长”出来,“只要能设计出来,就可以被打印出来”。而任何行业的颠覆性商业形态,都首先起源于某些前沿性的传统方式无法满足的需求(可能高端也可能是低端、甚至丑陋状的),这种边缘性的需求都是新的产品和商业诞生的产床,因此3D打印应该实际上也已经首先应用在这样的边缘性的特殊功能需求上。

其次是在经济性上,一项新兴的科技和产品,最终决定其能否被商业化的检验就是市场,或者说的再集中一点就是经济性——价格。如果说功能性决定了3D打印能被发明出来,而经济性就决定了3D打印能在多大程度上改变世界,现在普及开来的3D打印技术,都在某些方面实现了更加廉价快捷的便利。3D打印,首先在生产时间上具有传统开模工艺无可匹敌的时间优势,正如其学名“快速制造工艺”,“快速”是3D打印最显著的特点。比较传统的开模,需要设计、制胚、灌造、加工等许多环节,3D打印则能够在极短时间内就将模型制作出来,而这对于设计来说,在竞标的时刻,时间无疑于就是生命,多一点时间往往就意味着多一次机会。时间在这里,就是最宝贵的生产要素,3D打印所能节省的,就是最核心的时间。

在用料上,3D打印也可以节省不少,它省去了模具外胚胎的制作环节,直接生成了模具,完全有效用料,不会有一点多余和浪费。平时普通材料也许不算什么,但在昂贵材料的制作中,3D打印将显示无可匹敌的材料节省。当然,在目前许多普通制模环节,因为打印材料的特殊和稀缺,3D打印还无法在经济性上实现有效替代。光有3D打印技术不够,经济、快速、有效打印材料的新突破,将是3D打印改变世界的重要推手。3D打印还有一个诞生之初也许意想不到的性能,那就是个性化,甚至可以说是终极的个性化,“想要什么,就可以是什么”。因完全按照设计样稿生产,可以做到一样一件,而且调整生产完全不会带来额外的生产成本,因而可以实现完全的单件生产,做到终极化个性订制,每一件都是不同的。

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