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3D打印技術的優(yōu)缺點以及應用領域分析

來源:網(wǎng)絡

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞: 激光,3D打印,激光加工

      3D打印技術經(jīng)過這些年的發(fā)展,技術上已基本上形成了一套體系,同樣,可應用的行業(yè)也逐漸擴大,從產品設計到模具設計與制造,材料工程、醫(yī)學研究、文化藝術、建筑工程等等都逐漸的使用 3D打印機技術,使得3D打印機技術有著廣闊的前景。不斷提高3D打印技術的應用水平是推動這項技術發(fā)展的重點。

      優(yōu)點:一是最直接的好處就是節(jié)省材料,不用剔除邊角料,提高材料利用率,通過摒棄生產線而降低了成本;二是能做到很高的精度和復雜程度,除了可以表現(xiàn)出外形曲線上的設計;三是不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機床或任何模具,就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件;四是它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為模型,甚至直接制造零件或模具,從而有效的縮短產品研發(fā)周期;五是3D打印能在數(shù)小時內成形,它讓設計人員和開發(fā)人員實現(xiàn)了從平面圖到實體的飛躍;六是它能打印出組裝好的產品,因此它大大降低了組裝成本,它甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生產方式。

      缺點:任何一個產品都應該具有功能性,而如今由于受材料等因素限制,通過3D打印制造出來的產品在實用性上要打一個問號。①強度問題:房子、車子固然能“打印”出來,但是否能抵擋得住風雨,是否能在路上順利跑起來?②精度問題:由于分層制造存在“臺階效應”,每個層次雖然很薄,但在一定微觀尺度下,仍會形成具有一定厚度。的一級級“臺階”,如果需要制造的對象表面是圓弧形,那么就會造成精度上的偏差;③材料的局限性:目前供3D打印機使用的材料非常有限,無外乎石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等。能夠應用于3D打印的材料還非常單一,以塑料為主,并且打印機對單一材料也非常挑剔。

      目前,3D打印技術已在工業(yè)造型、機械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域都得到了廣泛應用。并且隨著這一技術本身的發(fā)展,其應用領域將不斷拓展。3D打印技術的實際應用主要集中在以下幾個方面:

      產品設計領域

      在新產品造型設計過程中的應用3D打印技術為工業(yè)產品的設計開發(fā)人員建立了一種嶄新的產品開發(fā)模式。運用3D打印技術能夠快速、直接、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的實物模型(樣件),這不僅縮短了開發(fā)周期,而且降低了開發(fā)費用,也使企業(yè)在激烈的市場競爭中占有先機。

      建筑設計領域

      建筑模型的傳統(tǒng)制作方式,漸漸無法滿足高端設計項目的要求。全數(shù)字還原不失真的立體展示和風洞及相關測試的標準,現(xiàn)如今眾多設計機構的大型設施或場館都利用3D打印技術先期構建精確建筑模型來進行效果展示與相關測試,3D打印技術所發(fā)揮的優(yōu)勢和無可比擬的逼真效果為設計師所認同。     機械制造領域      由于3D打印技術自身的特點,使得其在機械制造領域內,獲得廣泛的應用,多用于制造單件、小批量金屬零件的制造。有些特殊復雜制件,由于只需單件生產,或少于50件的小批量,一般均可用3D打印技術直接進行成型,成本低,周期短。

      模具制造領域

      例如玩具制作等傳統(tǒng)的模具制造領域,往往模具生產時間長,成本高。將3D打印技術與傳統(tǒng)的模具制造技術相結合,可以大大縮短模具制造的開發(fā)周期,提高生產率,是解決模具設計與制造薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。3D打印技術在模具制造方面的應用可分為直接制模和間接制模兩種,直接制模是指采用3D打印技術直接堆積制造出模具,間接制模是先制出快速成型零件,再由零件復制得到所需要的模具。

      醫(yī)學領域

      在醫(yī)學領域的應用近幾年來,人們對3D打印技術在醫(yī)學領域的應用研究較多。以醫(yī)學影像數(shù)據(jù)為基礎,利用3D打印技術制作人體器官模型,對外科手術有極大的應用價值。

      文化藝術領域

      在文化藝術領域的應用,3D打印技術多用于藝術創(chuàng)作、文物復制、數(shù)字雕塑等。

      航天技術領域

      在航空航天領域中,空氣動力學地面模擬實驗(即風洞實驗)是設計性能先進的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機)所必不可少的重要環(huán)節(jié)。該實驗中所用的模型形狀復雜、精度要求高、又具有流線型特性,采用3D打印技術,根據(jù)CAD模型,由3D打印設備自動完成實體模型,能夠很好的保證模型質量。

      家電領域

      3D打印技術在國內的家電行業(yè)上得到了很大程度的普及與應用,使許多家電企業(yè)走在了國內前列。如:廣東的美的、華寶、科龍;江蘇的春蘭、小天鵝;青島的海爾等,都先后采用3D打印技術來開發(fā)新產品,收到了很好的效果。

      3D打印技術的應用很廣泛,可以相信,隨著3D打印技術的不斷成熟和完善,它將會在越來越多的領域得到推廣和應用。

    (審核編輯: 小王子)

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