3D打印原理及其優(yōu)劣勢解析

這些年來，3D打印已引起普遍關(guān)注，它在推動中國制造業(yè)企業(yè)未來發(fā)展發(fā)揮了重要作用，同時它也是一項集機械、計算機、數(shù)控和材料于一體的先進制造技術(shù)，下面，讓我們一起來看看它的信息。

原理：

該技術(shù)的基本原理是依據(jù)三維實體零件經(jīng)切片處理得到的二維截面數(shù)據(jù)，以點、線或面作為基本單元做好逐層堆積制造，最后得到實體零件或原型。

優(yōu)勢：

只需將CAD設(shè)計導(dǎo)出為STL文件格式，傳輸?shù)?D打印機，就能一次成型。一些傳統(tǒng)機加工沒法加工的復(fù)雜曲面或異形結(jié)構(gòu)，3D打印機都能夠完成，而且不需要考慮到夾具及其專業(yè)的編程和值守人員。需要注意的一點是，高復(fù)雜度、多樣化物件的生產(chǎn)將不會增加成本其實，3D打印設(shè)備制造一個形狀復(fù)雜的物件與打印一個簡易的方塊消耗成本是一樣的。

劣勢：

3D打印的其中一個攔路虎，便是所需材料的受限。盡管高端工業(yè)印刷能夠完成塑料、一些金屬或是陶瓷打印，但一些材料都是比稀高昂和稀缺?，F(xiàn)階段的3D打印技術(shù)在重造物件的幾何形狀和機能上現(xiàn)已做到了一定水平，可是受限于材料、打印設(shè)備等的因素的制約，3D打印在精度、速度等方面也有待更進一步提高。

設(shè)備：

現(xiàn)階段市面上出現(xiàn)的3D打印設(shè)備主要是包含工業(yè)級3D打印機和桌面級3D打印機兩大類。工業(yè)級3D打印機通常用作大規(guī)模生產(chǎn)，顧客大多數(shù)聚集在造型廠商、大型企業(yè)、制造分包商等人群；桌面級3D打印機市場則更聚集在教育、制造、簡易模型生產(chǎn)等領(lǐng)域，顧客主要是中小學(xué)、創(chuàng)客、設(shè)計人士等。3D打印機的整個系統(tǒng)是集機械、控制及計算機技術(shù)等為一體的機電一體化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)主要是由X－Y－Z運動系統(tǒng)、數(shù)控模塊、噴頭結(jié)構(gòu)、成型環(huán)境模塊等組成。

應(yīng)用：

3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)已包含醫(yī)療、船舶、交通、玩具、汽車、航天航空、土木工程、制衣制鞋等眾多領(lǐng)域。比如，現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用主要是聚集在對軌道車輛零部件的生產(chǎn)制造方面。運用3D打印技術(shù)生產(chǎn)儲備零部件時，選用選擇性激光溶化、選擇性激光燒結(jié)等附加技術(shù)，根據(jù)這些附加技術(shù)把感光板上的細小部件相互連接，組成現(xiàn)有形狀的3D圖。

市場規(guī)模

據(jù)《WohlersReport2020》數(shù)據(jù)，2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，來源于增材制造產(chǎn)品的收入是50．43億美元，同比增長了22．3％。來源于增材制造服務(wù)的收入可能是68．23億美元，同比增長了20．3％。伴隨著柔性化制造、精細化制造需求的日益迫切，3D打印產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模將更進一步擴張。

發(fā)展趨勢：

有分析人士認(rèn)為，接下來3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)出下列幾個趨勢：其一，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)值持續(xù)提升，將加速進到新的發(fā)展階段；其二，工業(yè)級3D打印成市場核心方向，設(shè)備銷售量呈快速上漲趨勢。其三，傳統(tǒng)制造企業(yè)將強勢進到3D打印設(shè)備和材料領(lǐng)域，業(yè)內(nèi)競爭日趨激烈。其四，航空航天、醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)⒆兂?D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。

結(jié)語：

為促進3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，接下來，有關(guān)部門應(yīng)重視增強技術(shù)儲備、創(chuàng)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、培育專業(yè)人才，加快高性能3D打印材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，促進其與傳統(tǒng)制造技術(shù)結(jié)合。作為具有很大代表性的一種前沿科技，3D打印產(chǎn)品、技術(shù)、系統(tǒng)等發(fā)展?fàn)顩r，正備受國內(nèi)外投資者的關(guān)注，很多企業(yè)也是將其視作了實現(xiàn)數(shù)字化、智能化制造的重要工具。憧憬未來，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景確實讓人期待！

審核編輯 黃昊宇