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个性化需求扩大,3D打印推动传统制造方式个性化发展

2020-12-09 14:23
智能制造网
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  智能制造网讯 3D打印产业发展火热,从国家创新中心建设就可以得到验证。2016年,国家增材制造创新中心开始建设,2020年1月份经过了能力的验收,可以提供面向各行业产品开发的解决方案,同时进行了关键器件和软件平台的研发,研发中试的平台、公共测试的平台、工程技术服务的平台能力,昭示出3D打印平台建设所具备的作用。

  根据CCID公布的数据显示,2019年,中国3D打印应用服务产业结构中,工业领域应用服务产业规模29.23亿元,占比达到64%;消费领域应用服务产业规模16.44亿元,占比36%。船舶工业作为传统工业的一大组成部分,近年来也开始接受3D打印的影响。

  早在2017年3月,国内首艘3D打印1米级帆船亮相2017上海青少年航模锦标赛,引发了行业人士的热烈讨论。2019年10月,一艘长7.6米、重2268公斤的3D打印船在美国缅因大学(University of Maine)一个实验室公开亮相,这是全球最大型3D打印机,也是多年以来体积最大的3D打印船和3D打印物,显示3D打印技术应用于模型和原型样机制作的前景。

  今年11月初,荷兰莱顿大学的物理学家利用3D打印技术打印出了世界上最小的船只,船长只有30微米,仅比细菌细胞大6倍。研究人员使用扫描电子显微镜拍摄这艘船,展示其有一个开放的船舱、一个烟囱,甚至还有小舷窗。尤其令人印象深刻的是,整个模型的厚度只有人类头发丝直径的三分之一。该项目的研究人员表示,未来希望将其应用于人体内精准靶向的药物输送。

  3D打印仅使用建造船舶所必需的材料数量,而不会产生多余的废料。相比于早期的传统制造方法,造船的成本将近一步降低,从而间接减少人工成本,缩短建造周期。与传统制造方法相比,3D打印生产的零件重量更轻。这就意味着船体能够在保证足够的强度时速度能够变得更快,获得更好的平衡性,降低船体过重、行驶不稳带来的潜在风险。

  从材料角度来看,船舶海工与航空航天对新材料的需求都具有高速、节能、远航程、轻量化的特点,海洋环境突出问题是腐蚀,而高性能工程塑料及树脂基复合材料具备突出优势:比重轻、耐腐蚀性能优异。未来,随着3D打印在船舶领域应用程度的不断深入,高性能工程塑料及树脂基复合材料研发、升级的周期有望进一步缩短。

  那么,传统的制造工艺与增材制造方式到底有何区别呢?概括来讲,传统的减材制造工艺是指利用已有的几何模型工件,用工具将材料逐步切削、打磨、雕刻,最终成为所需的零件。反观3D打印,又称增材制造,是借助于3D打印设备,对数字三维模型进行分层处理,将金属粉末、热塑性材料、树脂等特殊材料一层一层地不断堆积黏结,最终叠加形成一个三维整体。

  有业内人士指出,多品种、小批量生产模式,可以用来修复再制造。像很多的冶金机械、矿山机械,在零件上喷涂一层性能更高的合金,恢复它原来的精度,用很少的代价就可以把贵重的设备全部修复,甚至比新品的性能还能够有所提高。也包括很多年前的设备,一个零件损坏了,没有供应商了,用3D打印可以直接来修复。

  可以预见的是,随着经济快速发展和人们生活水平逐步提高,消费者将越来越追求个性化需求,3D打印将与机器人、自动化设备、智能互联系统等技术一起,提高制造业生产线的柔性化程度,以更低成本生产定制产品,由此推动传统制造方式向着个性化、精准化方向转变。

编辑:今夕何夕来源:智能制造网

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