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3D打印技术成创新创业的一把新利器

时间:2017-05-06 15:39 来源: 3D金属打印粉 作者:中国3D打印网 阅读:

在2016年柏林航空展上,空中客车公司(Airbus)推出了全球第一架3D打印飞机Thor。该飞机机身全长3.9米,重量仅约21千克(46磅),其中的非电子部分,诸如推进器、起落装置等均采用绵纶制造。在飞机制造应用3D打印技术后,可以节约燃料,减少普通飞机制造所产生的垃圾,从而达到保护环境的目的。3D打印技术经过20多年的发展,已先后进入航天航空、建筑、医疗等领域,在降低成本、节约能源和创新制造方面发挥了巨大作用,未来其应用范围还会更加广阔。

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增材制造技术是20世纪80年代后期发展起来的新型制造技术。增材制造技术过去也被称为“材料累加制造”、“快速原型”、“分层制造”、“实体自由制造”和“3D打印技术”等。广义地讲,以三维CAD设计数据为基础,将材料(包括液体、粉材、线材或块材等)自动化地累加起来成为实体结构的制造方法,都可视为增材制造技术。相对于以车铣刨磨为代表的减材制造和以铸锻焊为代表的增材制造技术,其发展时间短但潜力巨大。它从原理上解决了传统制造技术受结构复杂性制约的难题,实现从材料微观组织到宏观结构的可控制造,引领制造技术向“设计—材料—制造”一体化方向发展。

增材制造的技术特点在于不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序,利用三维设计数据在一台设备上可快速而精确地制造出任意复杂形状的零件,从而实现“自由制造”,解决许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题,并有效减少了加工工序,缩短了加工周期。其优势表现在:

①适合复杂结构的快速制造,可制造传统制造技术难加工(如自由曲面叶片、复杂内流道等)甚至是无法加工(如立体栅格结构、内空结构等)的复杂结构,在航空航天、汽车/模具及生物医疗等领域具有广阔的应用前景。

②传统大规模、批量生产需要做大量的工艺技术准备,以及大量的工装、设备和刀具等制造资源准备,增材制造技术在快速生产和灵活性方面极具优势,适合珠宝、人体器官、文化创意等个性化产品定制生产、小批量生产,可大幅降低个性化、定制生产和创新设计的制造成本。

③适合高附加值产品制造。目前,增材制造技术主要应用于航空航天、生物医疗等高附加值产品大规模生产前的研发与设计验证以及个性化制造。

世界科技强国和新兴国家都将增材制造技术作为未来产业发展新的增长点加以培育和支持,以抢占未来科技产业的制高点。2012年美国提出了“重振制造业”战略,将增材制造列为第一个启动项目,成立了国家增材制造研究院(NAMII)。美国政府将增材制造技术作为国家制造业发展的首要战略任务给予支持。欧盟国家认识到增材制造技术对工业乃至整个国家发展的重要作用及巨大潜力,纷纷加大支持力度。德国政府在“高技术战略2020”和“工业4.0”等纲领性文件中,明确支持包括激光增材制造在内的新一代革命性技术的研发与创新。

澳大利亚政府倡导成立增材制造协同研究中心,促进以终端客户驱动的协作研究。新加坡政府在2013年财政预算案中宣布,将5亿美元的资金用于发展增材制造技术。日本政府在2014年预算案中划拨了40亿日元,由经济产业省组织实施以增材制造技术为核心的制造革命计划。2014年6月,韩国政府宣布成立增材制造工业发展委员会,批准了一份旨在使韩国在增材制造领域争取领先位置的总体规划。增材制造的发展正在带动世界新一轮的科技和产业竞争。

(责任编辑:中国3D打印网)

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