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3D打印已躋身中國制造業升級的核心技術

近年來,3D打印技術的崛起以其強有力的姿態告誡全世界工業4.0的影響力無以倫比,將帶領著全球的科學技術和經濟模式走入一個新高潮。

  

3D打印,又叫增材制造技術,是一種以數字模式文件為基礎,運用粉末狀金屬、塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的快速成型技術,是制造原理上的一個重大突破。3D打印技術一直在發展,越來越多的領域在挖掘3D打印技術的可能性?,F在以金屬為材料的3D打印,可以制作出結構復雜的金屬零件,把它應用于模具、航天航空、汽車制造等領域,將為中國的制造業帶來根本性質的改革。

 

增材制造與傳統的等材制造和減材制造三足鼎立,互為補充。從制造方式來說,鑄鍛焊在制造過程中重量基本不變,屬于“等材制造”,已有3000年歷史;隨著電動機的發明,能夠車銑刨磨的機床的出現,通過對材料的切削去除達到設計形狀,稱為“減材制造”,已有300年歷史;而以3D打印為代表的“增材制造”,1984年提出,1986年實現樣機,才30年時間,被稱為“20世紀最具革命性的制造技術”。

  

傳統的減材制造是在大尺寸的原材料上進行沖壓、切削、鉆孔等多個環節后,得到符合要求的零件或產品。比如制作一個渦輪,可能需要用300公斤的原材料,最后制成產品,只有50公斤重。與之相比,增材制造是加法制造,從無到有逐層堆積原材料,直到得到成品。在這個過程中,沒有制造工業垃圾,非常環保。據測算,3D打印節約材料大約70%至80%。此外,3D打印在制造模式上也有明顯優勢。傳統制造都是在一個成熟的流水線上進行大批量的生產和加工,而3D打印可以實現個性化定制以及一體化打印,省略了組裝環節。

  

此外,在制造業的鏈條中,快速模型制造也普遍使用3D打印。傳統制造做模具,成本高、開發周期長,而3D打印可以快速做出原型,符合要求后,再開模具制造。因此,在汽車業、制鞋業和一些行業的新產品開發中,經常會用3D打印進行原型制造。

  

3D打印技術的出現其本質并不是為了顛覆傳統制造,只是通過一種新型的模式來更好地為傳統制造服務。目前,3D打印雖然已開始應用于小批量的直接制造,但是受3D打印的時間、精度和材料等限制,3D打印還不可能替代傳統制造業,只是利用研發、設計開發優勢,為大批量制造業做輔助。


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