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智造新未来3D打印部分技术可以惠及大众

发布时间:2020-02-11 06:46:25 阅读: 来源:蒸压釜密封圈厂家

2013年1月17日,3D打印照相馆亮相京城。工作人员展示已经制作好的3D人物塑像。 王 振摄(新华社发)

最近热映的电影《十二生肖》中,成龙扮演的国际大盗用高科技扫描手套获取了国宝兽首的三维数据,远程传输到一台神奇的机器上,瞬间一模一样的铜兽首复制成功。

喜欢芭比娃娃的玩具,很简单,通过一台打印机,就能“打印”出来;需要一把椅子,也不要传统的机械制造,“打印”出来的椅子一样能让你舒服入座……

这种种看似科幻的场景,如今正在加速走进现实。而帮助其渐行渐近走入我们生活的,正是近期最热门的概念——3D打印。

革命性新型制造技术

对于普通百姓而言,3D打印技术还停留在概念层面,具体是什么,很少能有人说清楚。

中国电子信息产业发展研究院装备工业所所长左世全,作为工业和信息化部制定3D技术路径专家组成员,一直以来非常关注3D打印技术。他说,3D打印是增材制造的俗称。增材制造采用的是材料累加的制造方法,是一项革命性的新型制造技术。

增材制造技术是利用计算机设计数据采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术。其始于20世纪80年代的快速成型技术,综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识,目前已经发展出激光烧结技术、熔融沉积成型技术、立体光刻技术、电子束熔炼技术、超声波固结技术、喷墨沉积(3D打印)技术等多种类型。

“它不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序,而是利用三维设计数据在一台设备上可快速而准确地制造出任意复杂形状的零件,解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题。”在左世全看来,这种完全不同于传统制造方式的技术,一定程度上将改变以福特制装配生产线为代表的大规模批量生产方式,会深刻影响制造业的未来。

中国机械工业联合会执行副会长蔡惟慈也表示,3D打印技术一定范围内前景很好。机械行业正在努力推进其联盟机构的成立。

研发及产业化步伐加快

增材制造技术发展迅速,应用领域也在不断拓宽,其产业化的步伐也在持续加快。

“增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了20多种增材制造设备。”左世全说,当前主要集中往三个方面发展,主要是向日常消费品制造、功能零件制造和组织与结构一体化制造发展。

我国20世纪90年代初开始推进增材制造技术方面的工作,目前,已经取得了一批基础研究和产业化成果。

“增材技术的突破关键在于原材料。树脂、塑料、丝、牛皮纸等都有比较成熟的技术,金属和陶瓷等高强度材料尚有技术瓶颈。”左世全介绍说,好在我国在金属粉末原材料领域的增材制造技术取得了突破性进展。

近日,获得2012年度国家技术发明奖一等奖的北京航空航天大学教授王华明,带领团队取得了以钛合金大型复杂整体构件激光成形技术研究的突破(激光成形即为广义上“3D打印”技术的一种)。目前,该技术已能够给我国飞机提供大型零部件。

我国目前已经有了20多个服务中心,设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。2011年,我国增材制造产业市场规模近10亿元(不含军工市场)。

“随着我国制造业的整体升级和在医疗、航空航天等行业的推广应用,增材制造市场还将进一步扩大。”左世全对于增材制造未来的发展充满信心。

部分技术可以惠及大众

使用普通原材料的3D打印技术,将来或许可以走进百姓的家中,成为一种普及的商品。

“目前与传统批量生产相比,3D打印的成本和效率还有差距。”蔡惟慈表示,相关的技术需要进一步探索和突破。

苏州一家企业正在集中技术力量致力于3D打印的民间应用,并已经有所突破。公司的负责人表示,近期成功研发出更加适合民用的桌面式FDM三维打印机,精度高,而外观相对小巧,便于携带安装,最关键的是,这类打印机目前造价约为2万元,如果投入大批量生产的话,价格有望降低到四五千元。打印材料目前是类似尼龙的树脂材料,约200元每公斤,这样的费用老百姓也消费得起。

“增材制造技术能够让设计师在很大程度上从制造工艺及装备的约束中解放出来,更多关注产品的创意创新、功能性能,还可以大大缩短研发时间和成本。”左世全说,未来可能会因为这项技术出现很多传统制造无法想象和生产的新型产品。

(责任编辑:吕光)

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