关键词
1.技术现状
1.1.3D打印技术概念
3D打印技术,即快速成型技术的一种,是制造业正在迅速发展的一项新兴技术,被英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,称为第三次工业革命的重要标志之一。
3D打印作为一种通俗化名称,其实质是增材制造技术,因此又称为添加制造(AM, Additive Manufacturing)。
美国材料与试验协会将增材制造技术定义为:基于3D模型数据,采用与减式制造技术相反的逐层叠加的方式生产物品的过程,通常通过电脑控制将材料逐层叠加,最终将计算机上的三维模型变为立体实物,是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。
1.2.3D打印技术的应用领域
近20年来,3D打印技术在各领域发展迅速,主要被应用于产品原型、磨具制造,以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统以来的精细加工工艺。
除此之外,该技术在鞋类、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支、生物工程以及其他多个领域都有所应用,从市场份额来看,3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37%,在消费品领域占18.2%,应用于航空航天和国防军工占13.7%,在商业机器领域占11.2%,在医疗领域占8.8%,在科研方面占8.6%。
同时,3D打印技术为这些产业的创新开拓注入了新鲜的血液,如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。
1.3.3D打印技术及产业的国内外发展现状
1.3.1.国际情况
经过多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的发展,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。
国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可以实现24位色彩的彩色打印。
目前,在全球3D打印机行业,美国3D
Systems和Stratasys两家公司公司的产品占据
了绝大多数市场份额。
在欧美发达国家,3D打
印技术已经初步形成了成功的商用模式,同时,
国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合
过程中,行业巨头正在加速崛起。
1.3.
2.国内情况
近年来,我国积极探索3D打印技术的研发,
自20世纪90年代初以来,清华大学、西安交
通大学、华中科技大学、中国科技大学、北京
航天航空大学、西北工业大学等多所高校积极
致力于3D打印技术的自主研发,在3D打印设
备制造技术,3D打印材料技术,3D设计与成型
软件开发,3D打印工业应用研究等方面取得了
不错的成果,有部分技术已经处于世界先进水
平,但总体而言,国内3D技术的研发水平还有
较大差距。
目前,国内对3D打印设备进行产业
化运作的公司实体主要有:北京殷华,湖北滨
利机电,深圳维示泰克,江苏敦超等,这些企
业已经基本实现了3D打印机的整体生产和销售。
2.发展趋势
2.1.困难与挑战
根据国际快速制造行业权威报告《Wholes
Report 2011》发布的调查结果,全球3D行业
打印产业产值在1988~2010年期间保持着26.2%
的年增长速率。
报告预期,3D打印产业未来将
持续较快地增长,到2016年,包含设备制造和
服务在内的产业总产值将达到31亿美元,2020
年将达到52亿美元。
但3D打印技术要进一步
扩展其产业运用空间,目前仍面临着多方面的
瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造
价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来
了一定困难;二是概念方面,现在3D打印技术
的概念普及范围还不是很广,国内外各个高校
也还没有开设相应课程介绍、学习这门新兴技
术;三是打印材料方面,目前3D打印的成型材
料多采用化学聚合物,材料选择的局限性较大,
成型品的物理特性也不理想,并且安全方面也
存在一定的隐患。
2.2. 发展趋势
随着智能制造,控制技术,材料技术,信
息技术等不断发展和提升,这些技术也被广泛
地综合应用与制造工业,3D打印技术也将会被
推向一个更加广阔的发展平台。
未来,3D打印
技术主要有以下发展趋势:
2.2.1 .智能化和便捷化
目前,3D打印设备在软件功能、后处理、
设计软件与生产控制软件的无缝对接等方面还
有许多问题需要优化。
例如,成型过程中需要
加支撑,成型过程中需要不同材料转换使用,
加工后的粉末去除方面,都需要软件智能化和
自动化程度进一步提高。
同时,随着3D打印技
术越来越普遍地运用到服装、设计、生活生产
当中,只有用户在使用过程中觉得简易上手,
技术门槛低,复杂程度低,才能使用户有更好
的使用体验,才能更普遍地推广这一技术。
而
这一系列问题都直接影响到设备的普及和推广,
设备智能化、便捷化是走向普及的保证。
2.2.2 .通用化
3D打印是近年来国际上的发展热点,其输
出设备称为3D打印机,是作为一个计算机的外
部输出设备使用。
它可以直接将计算机中制图
软件中的三维设计图形输出成一个三维彩色实
体,在科学教育,工业制造,产品创意,工业
美术等方面有广泛地应用前景和巨大的商业价
值,这同时要求3D打印技术向低成本、高精度、
高性能的方向发展。
参考文献:
[1]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前
景分析[J].中国高新技术企业,2016(26):3-5
[2]第三次工业革命[J].经济学人
(英),2012-04-21
[3]卢秉恒,李涤尘.增才制造(3D打印)
技术发展[J]机械制造与自动化,2013,42(4)
[4]王忠宏,李扬帆,张曼茵.中国
3D打印产业的现状及发展思路[J]经济纵
横,2013(1)
3D打印的技术现状与发展趋势
中南大学-谭语夷
摘 要:
3D打印(3D printing),即快速成型技术的一种,其实质是增材制造技术,被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。
近年来,国内外
3D打印技术蓬勃发展,在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。
本文通过介绍3D打印技术的概念及应用,阐述
了国内外3D打印技术及产业的现状,并结合数据,对3D打印的发展趋势有一定预见性的分析。
3D
55
3D打印的技术现状与发展趋势
作者:谭语夷
作者单位:中南大学
刊名:
中国机械
英文刊名:Machine China
年,卷(期):2014(11)
本文链接:/Periodical_zgjx201411046.aspx。