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3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2014-09-22 09:40 來源：迪培思網(wǎng) 責(zé)編：徐赳赳

摘要：: 近幾年“3D打印”成了超前科技的代言詞，火遍全球。其實3D打印并不能算是一項新技術(shù)，它早在20世紀(jì)80年代便已產(chǎn)生，只是因為成本巨大，在最近幾年才進軍藝術(shù)界和工業(yè)界。

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【CPP114】訊：對于關(guān)注打印領(lǐng)域的讀者來說，3D打印技術(shù)也許并不是什么陌生詞了。而普通大眾關(guān)注3D技術(shù)，還要追溯到詹姆斯·卡梅隆的3D大片《阿凡達》。雖然電影《阿凡達》描繪的美麗景象沒有在觀眾記憶中停留多久，但3D影像技術(shù)帶給觀影者震撼的視覺沖擊，卻一直影響著隨后電影工業(yè)的發(fā)展，從《阿凡達》開始，幾乎所有的大制作高成本影片無不推出3D版，而前段時間上映的3D影片《超凡蜘蛛俠》更是叫好又叫座，這說明3D技術(shù)的電影制作已經(jīng)深入人心，并深受大眾喜愛。近幾年“3D打印”成了超前科技的代言詞，火遍全球。其實3D打印并不能算是一項新技術(shù)，它早在20世紀(jì)80年代便已產(chǎn)生，只是因為成本巨大，在最近幾年才進軍藝術(shù)界和工業(yè)界，用以制造假肢、汽車零部件、家具和珠寶等。由于其迅猛的發(fā)展態(tài)勢，也許在未來的某一天，3D打印能夠像上帝那樣打印出人類。得益于3D技術(shù)制作的電影受到好評，現(xiàn)如今3D技術(shù)的發(fā)展涉及到了各行各業(yè)。而在制造行業(yè)，“3D打印技術(shù)”的影響正在日益凸顯。

你可能覺得3D打印技術(shù)是邊緣技術(shù)，只有標(biāo)新立異的人或者是高端設(shè)計室才用，但其實在不經(jīng)意中，你早就接觸到了3D打印產(chǎn)品。比如在牙科診所，很多定制的口腔設(shè)備現(xiàn)在都在使用3D打印機。口腔防護器可調(diào)整牙齒的排列，牙科醫(yī)生掃描了牙齒的位置后就可以利用軟件制作一個塑料模型，帶上數(shù)月后就可以把牙齒調(diào)整到合適的位置。另外利用3D打印機可以很快的制作出牙齒的模型，牙醫(yī)可以現(xiàn)場磨制假牙給你換上。無法替代傳統(tǒng)制造方式，成本、材料因素限制市場3D打印上世紀(jì)80年代誕生于美國，學(xué)名是“增材制造”，是將材料一次性熔聚成型的制造方式，與傳統(tǒng)對原材料進行切削等的“減材制造”方法相反。

“與蓋樓過程一樣，3D打印也是從地基建起，通過打印材料的層層疊加，最終形成一個完整的立體物品。”華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授史玉升說，理論上，塑料、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀物后都可以用作打印的“墨水”。新產(chǎn)品在實際制造成型后，可能與原設(shè)計有出入，因此量產(chǎn)前常常需要樣品驗證，3D打印正好發(fā)揮了其在單件或小批量生產(chǎn)上的優(yōu)勢。另外，3D打印在高端尤其是復(fù)雜零件加工上有較大潛力。傳統(tǒng)制造方法需要經(jīng)過開模具、鑄造或鍛造以及精加工，費時費料。而3D打印的一次成型技術(shù)，能夠打印出設(shè)計好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，節(jié)約了材料，降低了零部件的研制周期和成本。

“有一家鑄造企業(yè)用選擇性激光燒結(jié)3D打印機，將復(fù)雜鑄件的交貨期由傳統(tǒng)的3個月縮短到了10天左右，”史玉升舉例說，“還有某發(fā)動機制造商采用這樣的設(shè)備，把大型六缸柴油發(fā)動機缸蓋砂芯的研制周期，由過去的5個月縮短至1周左右。”

速度快、省材料、能輕松應(yīng)對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，既然身兼種種特長，3D打印技術(shù)已誕生30多年，為什么一直沒發(fā)展起來？

中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍認為，關(guān)鍵在于3D打印技術(shù)對傳統(tǒng)制造技術(shù)的替代作用不強。雖然在部分產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)和模具生產(chǎn)上頗有優(yōu)勢，但在大批量生產(chǎn)上，3D打印的速度和成本其實都比不過傳統(tǒng)制造方式。打印材料品種的單一和昂貴的成本，使其局限于對價格敏感度不高的產(chǎn)品，市場應(yīng)用領(lǐng)域有限。

“3D打印技術(shù)只是傳統(tǒng)制造業(yè)的補充。”史玉升表示。羅軍也認為，3D打印技術(shù)擅長解決個性化、復(fù)雜化、高難度的生產(chǎn)技術(shù)，而傳統(tǒng)制造業(yè)擅長批量化、規(guī)模化和精益化的生產(chǎn)，兩者是互補關(guān)系，“不是誰替代誰的問題”。在羅軍看來，3D打印技術(shù)沒得到大發(fā)展的另一個原因在于，國內(nèi)3D行業(yè)“小而散”的局面影響了產(chǎn)業(yè)的推廣。因此，去年10月15日，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，集合了國內(nèi)40多家從事3D打印的企業(yè)和科研單位。羅軍希望通過聯(lián)盟形成合力，以行業(yè)抱團發(fā)展模式逐步打開市場。

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