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目前中国3D打印技术现状:叫好容易叫座难

时间:2013-08-13 09:28 来源:未知 作者:中国3d打印网 阅读:

可骑的自行车、可住的房子、甚至是可以吃的鲜肉……最近一段时间,这些频频曝光的美国3D打印产品,赚足了国人的眼球。

  疲软的经济形势下,谁能带领“中国制造”走出危机?从“天津2012夏季达沃斯论坛”到刚刚闭幕的“浙商新动力”论坛,都不约而同地提到了“3D打印”技术。被英国《经济学人》扣上“工业革命”帽子的3D打印也因此备受关注。但是,3D打印技术在国内广泛应用尚需时日。

  在3D打印技术中激光选择性烧结和激光快速成型技术得到广泛使用,提高效率。

  快速成型(Rapid Prototyping, RP)中采用的技术和材料,正如其辅助设计的新产品一样,发展可谓日新月异。从环氧树脂到生物兼容的钴铬合金材料都能进行激光烧结,而且速度、定制化和精密程度都使得成型技术在传统和新市场的应用范围大大拓宽了。

  通常被称为激光加层制造(Additive Layer Manufacturing, ALM)的激光烧结为产品开发和制造增加了柔性,这主要得益于其能够创造出到目前为止还不可能或者因成本过高而无法制造出的几何体。早期的ALM技术使用者遍布许多行业,包括航空航天、汽车、医疗,以及牙科;体育和娱乐产品的制造;以及一系列的塑料和金属产品供应商。

  采用激光烧结技术的主要原因包括来自定制化产品的需求,创造复杂形体的需求,缩减生产时间,以及因产量过少无法通过传统工艺实现成本效率。

  自从二十世纪九十年代早期,激光烧结就成为产品开发的一项成功的工具。作为快速原型设计理念的技术解决方案,基于三维 CAD 数据它能够在几天内就得到功能完全的原型,模具或模型,有助于大大减低投入市场的时间。该技术的改进和相关知识的增加从许多方面扩大了它的使用范围。目前,激光烧结是电子化制造的关键技术,它直接从 CAD 文件进行快速、灵活和划算的生产。

  激光烧结是一项分层加工制造技术 , 这项技术的前提是物件的三维数据可用。而后三维的描述被转化为一整套切片,每个切片描述了确定高度的零件横截面。激光烧结机器通过把这些切片一层一层的累积起来,从而得到所要求的物件。在每一层,激光能量被用于将粉末熔化。借助于扫描装置,激光能量被“打印”到粉末层上,这样就产生了一个固化的层,该层随后成为完工物件的一部分。下一层又在第一层上面继续被加工,一直到整个加工过程完成。

后来居上

  部分国产设备达欧美水平

  位居杭州下沙工业区的杭州先临三维科技股份有限公司号称是国内综合实力最强的3D打印公司,可以向客户提供快速三维扫描、快速制造、快速模具、三维测绘等服务。目前,先临三维拥有十几个型号的3D打印机,掌握六种生产工艺。

  先临三维副总经理兼董秘黄贤清告诉证券时报记者,3D打印是一片一片地打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。说得简单点,就是由点堆积成面,再由面堆积成实体。3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D Systems公司推出了第一款工业化的3D打印设备;中国从1994年开始研究3D打印,北京隆源公司于1995年成功研发了一台AFS激光快速成型机,随后华中科技大学也研制出了SLS快速成型机。

  如今国内的3D打印已经形成产业。松下家用电器(杭州)有限技术服务公司、万向集团、成都飞机设计院、航天材料及工艺研究所、中材国际股份有限公司等国内知名企业,均为先临三维的客户。松下杭州服务公司研发的样品都是通过3D打印出来的,只是以前需要到日本去做,现在则可以直接在杭州当地完成。

  在先临三维的展示厅,摆放着形态各异的艺术品、玩具、电影人物模型,它们都是用3D打印机打出来的成品。其中,专为西安世园文化创意有限公司制作的《大汉十六品》是先临三维的一件得意作品。先临三维对《大汉十六品》原型的局部数据采集精度达到了0.01毫米,模具精度达到0.2~0.4毫米,堪称有史以来最逼真的文物作品复制。

  不过,先临三维的现有设备主要来自欧美等国制造。一台从德国EOS公司引进的设备售价近400万元人民币,它是基于高性能材料(塑料与金属)的高端3D打印机。

  事实上,在经过近20年的研发,国内的3D打印设备也在不断取得突破,华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米×1.2米的“立体打印机”,是目前世界上最大成形空间的快速制造装备,远远超过国外同类装备水平,并因此获得2011年国家技术发明二等奖。

  史玉升教授研究团队的重要骨干黄智告诉记者,广西玉柴机器股份有限公司运用该技术生产六缸发动机缸盖,一个星期内可以整体成形出四气门六缸发动机缸盖砂芯。而采用传统的砂型铸造试制方法,仅工装模具的设计制造周期通常需要5个月左右。

(责任编辑:admin)

weixin
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