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3D打印技能优劣分析与前景展望

发布时间:2018-12-10 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    3D打印技能优劣分析与前景展望作者:未知   摘 要:3D打印是近来兴起的一种快速成型的技能,如今已经引起了社会的广泛关注。3D打印技能相比传统制造技能具有不可超越的优势,但也存在着一些不足之处。本文对3D打印技能的优劣进行了分析和对照,对其发展前景进行展望,也对其发展方向提出一些可行性建议。
  关键词:3D打印;优势与劣势;发展前景
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.257
  3D打印技能被普遍认为是“第三次工业革命”的重要标志之一,因为它已经在各个领域给全世界带来不可预估的重大革新[1]。依据3D打印的理念,我们可以制造各种各样我们可以设计出来的东西。
  1 3D打印技能简介
  3D打印技能,在学术上又被称为“添加制造”技能,也可称做增材或增量制造。3D打印技能的主要工艺类型有以下几种,如:光固成型技能、立体光刻技能、PVC塑料复膜烫印技能以及熔融挤出成型技能和三维喷绘打印技能等[2]。产品的类型则主要有桌面级和工业级两个级别,其中桌面级能够直观阐述3D打印技能所包含的工艺原理与流程,工业级3D打印机可划分为直接产品制造和快速原型制造两种类型。
  2 3D打印技能的主要应用
  3D打印技能能够应用到各个行业,只要这个行业可以提供模型或者是原型。目前,3D打印技能已经在工业设计、航空航天、机械制造、文化艺术、军事等领域得到了较为广泛的应用。随着技能自身的发展,它的应用领域将继续扩展。这些应用主要表如今以下四个方面:
  (1)设计功能原型:设计师通过制造的原型去表明设计的合理性,同时还能够使用三维组件进行本能的测试和细致的工程评价。原型组件的制作能够大幅度提高生产效率,一般能够提升数小时到数十个小时,而且还便快速找出缺点,避免因为后期出现的工程性变更而付出不应有的代价。
  (2)模型工具制造:在企业的制造工序中,如果需要模型、夹具、测量仪器、样品、钻模等工具,就能够使用3D打印技能进行制作,就不需要在购买和安装机器上消耗大量时间和经济成本。进行铸型或浇铸,3D技能打印设备在事务制作方面有助于节约时间,削减不必要的支出,同时优化生产操作,削减人为因素的影响。
  (3)制造成品:3D打印现已成为产品制造行业的主导技能,3D打印技能与传统生产技能相比,可以大幅度降低生产成本,加快生产周期。同时能够忽略时间和空间的限制,在有必要的时候对产品进行模型批改,能够给企业在开拓小批量定制产品方面提供技能保障。
  3 3D打印技能的优势与不足
  3.1 3D打印技能的优势
  (1)产品的数字化制造。通过CAD/CAM等可将产品结构数字化,直接将模型甚至是图纸制造成零件。其中将零件模型化或图纸化还具有可通过互联网技能快速传播的优势,将有效推广产品制造快速化和分散化的生产优势。
  (2)产品的降维优化制造。3D打印技能可将原来的三维结构的零件解构成二维结构,然后分层进行打印即可变成成品零部件。根据3D打印技能的制造原理,任何一个复杂解构的零件都能够被制造出来,并且制造更为大略方便,更适应未来市场的发展。
  (3)产品的直接制造。对于某些复杂的零部件,传统的制造方法并不能一次成型,而是需要制造出各个零件进行后期装配,但3D打印技能的出现改变了这一状况,它可实现任意零部件的一次成型。
  3.2 3D打印技能存在的问题
  (1)现有材料种类过少。目前限制3D打印技能推广的最主要因素是可用材料的缺乏。如今看来,适用于3D打印的材料惟有树脂、金属和塑料等为数不多的几种。然而要实现3D打印技能在更大范围的推广,就必须研讨更多的可用之“材”。如今最迫切需求的是3D打印可用的金属材料,例如钛合金、镍基合金、不锈钢等,然而这些材料的使用还在研讨当中。
  (2)不完善的3D打印工艺。因为现今的3D打印工艺还不能满足生产实际的需要,打印出来的零部件精度和表面质量难以达到使用要求,所以只可作为生产制造模型使用。3D打印产品选取逐层打印的工艺,然而即使每层连接都很紧密,仍然不能和传统的锻件相比。
  (3)成品使用本能差:3D打印技能目前还处在初级阶段,所以制造产品的使用本能较差,在精度、刚度和强度等方面还存在较多不足。以目前的技能情况, 3D打印技能只可达到几十毫米的精度。因此,3D打印技能不大符合使用在精度较高的研讨领域[2]。
  4 前景展望
  根据国际快速制造行业权威提出的汇报显示,全世界的3D打印家当的总产值在1988~2010年间保持着26.2%的速度快速增长。同时该汇报还指出,未来五年时间内3D打印家当的总产值还将继续快速增长,到2016年将设备制造和服务计算在内,行业的总产值将达到31亿美元,到2020年可达52亿美元。随着3D打印技能的发展和商业应用崛起,“个性化定制”产品的大批量生产将成为典型的生产模式。将3D打印应用于现代服务业,能够细分出更多的新兴行业和商业运作模式,从而催生更多的经济发展机遇[4]。3D打印技能的发展同时会带动行业内制造技能、产品加工技能改进和管理水平的提升,使企业可以快速响应市场需求,准时调整产品战略。
  5 结语
  3D打印技能作为“第三次工业革命”的重要标志,已经不再依靠观念炒作,而是逐渐进入人们的生活,体如今生活的方方面面。不难看出,3D打印技能蕴含着无限的潜力,在未来必将掀起传统制造业界内的重大变革。3D打印技能与传统制造技能应当变成优势互补,而并非不过大略的替代关系。同时我国科技事务者应该准时抓住发展机遇,注重产学研相联合以及自身创新意识的培养,注重和先进国家和地区的技能交流,不可错过3D打印技能以及诸多新技能发展的机遇期。
  参考文献:
  [1]王雪莹.3D打印技能与家当的发展及前景分析[J].中国高新技能企业(中旬刊),2012(09):3-5.
  [2]李小丽,马剑雄,李萍等.3D打印技能及应用趋势[J].自动化仪表,2014,35(01):1-5.
  [3]王文涛,刘燕华.3D打印制造技能发展趋势及对我国结构转型的影响[J].科技管理研讨,2014,34(06):22-25,30.
  [4]吴春兰,韩晓红.3D打印技能对我国制造业带来的机遇探讨[J].兰州交通大学学报,2014(02):128-130.
  作者简介:秦志远,男,山东泰安人,硕士研讨生。
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