制约3D打印工业道路的拦路虎

作者: Lee         选择源:捷泰

3D打印技术并不是最新的技术,早在20世纪90年代中期就出现在世人面前,而随着3D打印技术的完善,3D打印机逐步简化为桌面级,这种转化,让普通消费者也能感受到3D打印技术的魅力。

3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。简单点说,就是与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、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、枪支以及其他领域都有所应用。

随着时间的流逝和技术的发展,以3DSystems和DTM公司为代表的一批美国中小科技公司和国内相继研发出立体光固成型(SLA)、选择性激光烧结(SLS)和熔丝沉积造型(FDM)等主流技术路线。

工业之路的开始

随着3D打印机的快速发展,其在制造业的潜力逐渐体现出来,诸多用户认为,3D打印机将会取代传统生产模式,成为未来制造业中的翘楚。而在目前的的工业制成上,3D打印机的主要应用在两个方面:

1、特殊物品的制作:

对于某些结构复杂、精度要求和工艺细节要求较高的零部件,在传统工艺中制作难度较大,而3D打印可以突破其几何构造的约束,降低制作难度,从而方便制作该类特殊物品。据报道,美国F-22战斗机的机身隔框采用钛合金制作,相比传统工艺,3D打印为其节约90%的原材料,同时加工费用仅占原始费用的10%。

2、应急定制化成品

围观整个3D打印市场,不难发现大部分在围绕着医疗产业进行,在医疗产业中,骨骼、血管等成品,并不像其他成品一样,可以批量化购买。对于普通工厂而言,如果完全需要进行定制化操作,在此条件下,3D打印机基于其生产产品的便捷性,无需经过传统工厂生产模式即可获得专属定制化成品。

而在其他行业中,3D打印技术可以根据用户的需求进行打印,从而绕过传统工厂繁杂的生产模式,为用户提供快速并独特的成品制作。

3D打印亟待解决的问题

然而,3D打印看起来很美,但经过了数十年的发展,其并没有像其他产业一样迅速取代某一产业或占领绝大多数的份额,这是什么原因导致的了?

1、生产效率

3D打印在生产模式上与传统生产模式有较大的区别。传统生产模式通常是“多级分工+组装”,其调动了整个制造业体系的产能,从而使工序效率到达最高点。而对于3D打印机而言,其从设计到最终成型,只需要原材料和3D打印机,但3D打印机在长时间作业的过程中,其维护成本和维护难度远大于传统生产链的平摊成本。

2、原材料

原材料不管对于哪一个行业而言,都是重中之重,最终成品性能如何,与原材料的选择具有重大意义。而这对于3D打印机而言,更是如此!

(1)材料工艺

据相关报道,3D打印机打印出的金属制品致密度低,最高能达到铸造件致密度的98%,某些情况下低于锻造件的力学性能。但在大型钛合金构件上,其能满足力学性能。所以3D金属打印机的成品品还值得商榷。

同时,在部分3D打印过程中,对于部分复杂部件,会在部件中打印支撑架用于支撑悬空部件,在后期的打磨中将较难去除。

(2)材料适用范围

就目前而言,工业领域中能供3D打印机打印的材料较少,较为成熟的金属材料只有铝硅合金、钛合金、镍合金和不锈钢,虽然目前有大量的新材料成功研制,但其性能如何还未确定。

而在医学领域中,能使用的材料仅有数种,且最终成品还未能与生物相结合,只能用于模仿,如要实现特定功能,还需经过长时间的实验与认证。

家用领域中,常用的主要是ABS、PLA、光敏树脂等数种材料,可以满足普通的需求。而据国外媒体报道,有企业已经研发了100余种适用于家用领域的材料,但其适用性还需时间的检验。

(3)材料成本

对于3D打印而言,由于其属于新兴产业,对于特定的产品需要特殊的材料,但其原材料市场并不大,从而造成原材料的价格高昂等情况,从而提升成本价格。

3D打印,实力决定市场的开始

在数年前,3D打印刚兴起之时,国内企业纷纷冲入该行业。但经过数年时间市场残酷的筛选,目前市面上具有一定规模和实力的企业主要是弘瑞、太尔时代、闪铸、捷泰技术等企业,在这类企业中,他们都有一个特点:不断开发新产品,把产品质量和精度不断进行提升,同时展开对SLA、SLS这类新技术的研发或改进,打破国外企业的垄断,从根源上提升技术实力,建立属于自己的名族品牌。

与此同时,这部分企业中,有少数企业一直保持的是“沉默”:技术研发、产品推广等活动,在国内一直保持沉默。用他们所说的话是:与其高歌前进,不如脚踏实地,把自己的技术与实力提升上去了,才能让国内用户体验到更好的产品和服务!

分享到:   

热门文章
在线客服
服务热线

免费热线
400-852-8980

扫一扫

扫一扫云工厂
赠送神秘大礼