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未来3D打印应用将无处不在

2017-01-12 09:41
雷本祖
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近期3D打印方面捷报练练,应用领域正在不断拓宽。据外媒最新报道,俄罗斯生产的全球首个外壳由3D打印技术制成的卫星将于3月底发射。波音公司开发出一种悬浮式3D打印技术,在没有任何实体打印平台的情况下,实现360度无死角操作,并于近日成功获批专利。
    通过波音公司发布的视频可见,使用该3D打印技术,在整个打印过程中没有任何实体的打印平台,所打印的对象始终悬浮于半空中,并且还可任意做空中翻转动作。这与普通3D打印机只能自上而下进行材料沉积有很大区别。

研究人员称,该技术的优势在于:完全突破对形状的限制,实现更加复杂零部件的整体3D打印。而且,该技术采用多个3D打印机同时在不同方向一起工作,可打印出各种功能产品,并显著提高打印速度。打印出的材料具有抗磁性,经过超级冷却之后能变成超导体。此外,波音公司在专利中还提到悬浮的其他方式,例如,通过声波进行悬浮。未来波音公司将使用悬浮式3D打印技术驱动创新,以开发复杂的飞机零部件制造技术。

业内人士认为,3D打印技术是一种应用广泛,结合力强的技术,尤其适合航空航天、汽车等高端产品关键零部件的制造。研究报告显示,2015年3D打印市场上,航空和军事领域终端用户的占比达到14.4%,成为最主要的组成部分之一,其他主要终端用户还包括汽车制造、消费品、医疗保健机构等,占比分别为21.2%、18.12%、16.07%。
    相比于传统制造工艺,通过3D打印技术生产航空航天所需零部件优势明显。航空航天制造领域大多使用价格昂贵的战略材料,比如钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料。传统制造方法对材料的使用率很低,一般不超过2%—5%,材料的极大浪费意味着机械加工的程序复杂、生产时间周期长、制造成本的增加。
    用3D打印技术生产的飞机零部件材料使用率则能够达到60%,有的甚至达到90%以上。不仅如此,3D打印技术还可以优化复杂零部件的结构,在保证性能的前提下将复杂结构变换重新设计成简单结构,从而起到减轻重量的效果,其制作的零部件较传统方法轻30%-55%。
   在航天航空领域,3D打印应用前景愈加积极。目前空客公司的A350机身中已有超过1000种零部件都是通过3D打印技术打印制成,这一数量超过其他任何飞行器中所采用的3D打印材料。3D打印龙头企业Stratasys东南亚和太平洋地区总经理伊隆表示,通过使用3D打印技术,飞机生产企业可以大大降低某些零部件在制造过程中的复杂程度,同时降低成本和时间。但他同时承认,在当前阶段通过3D打印技术打印出整架飞机还无法成为现实。
    过去几年,美军也启动了不少3D打印相关项目。美国空军与私人航天公司SpaceX和OrbitalATK签订了一份总额2.4亿美元的合同,开发3D打印火箭引擎。美国空军日前还宣布,计划开发一项新技术,利用3D打印技术在战场现场制造小型无人驾驶飞行器(UAS),以在最短时间响应前线需求,降低装备成本,该计划将列入美军2017年军队探索性勇者试验(AEWE)中。
    小编点评:除了在航天方面的进步,3D打印机的市场需求在井喷式发展,应用领域想象空间无穷全球产品设计不断发展,产品系列推陈出新,覆盖从普通个人消费者、设计师、工程师到工厂等各个领域终端用户;应用领域想象空间无穷,大到航空航天、军工、汽车、生物工程、医疗,小到服装、家居生活、食品,尤其在一些交叉学科领域中,3D打印的应用更加明显。

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