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我国3D打印产业现状及发展建议

2021-08-18 来源:贺州农业机械网

我国3D打印产业现状及发展建议

近期,英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一,引发了世人对3D打印的关注。作为新生事物,3D打印究竟是什么含义?它与传统产品开发和生产制造有什么区别?发展3D打印的意义何在?我国发展现状如何?下一步应如何发展?针对这些问题,本文将依次作出解答。

3D打印概况

3D打印机依托多个学科领域的尖端技术,在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用,发展前景广泛。

什么是3D打印

3D打印(3D printing)是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。

3D打印是“增材制造”(Additive Manufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。

3D打印所需的关键技术

3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:

信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。

精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。

材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。

3D打印的应用领域

具体应用领域包括:

1.工业制造:产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证;制作模具原型或直接打印模具,直接打印产品。3D打印的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世。3D打印的家用器具模型,也被用于企业的宣传、营销活动中。

2.文化创意和数码娱乐:形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D打印塑造了部分角色和道具,3D打印的小提琴接近了手工艺的水平。

3.航空航天、国防军工:复杂形状、尺寸微细、特殊性能的零部件、机构的直接制造。

4.生物医疗:人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等。

5.消费品:珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造。

6.建筑工程:建筑模型风动试验和效果展示,建筑工程和施工(AEC)模拟。

7.教育:模型验证科学假设,用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高校和军事院校,3D打印机已经被用于教学和科研。

8.个性化定制:基于网络的数据下载、电子商务的个性化打印定制服务。国内3D打印产业发展现状及问题

3D打印机虽然发展迅速,但仍面临缺乏宏观规划和引导、研发投入不足、产业链缺乏统筹发展、缺乏教育培训和社会推广等一系列问题。

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