3D打印将撼动全球制造业
费时间约为40小时,花费3000元,如果同样的模具采用传统制造方法,需要耗费30天左右的时间,花费在10000元左右。
对比可以看出,3D打印在时间和费用上都比传统模具更占优势,在用于新产品的验证开发上,可以很大程度地节省项目的时间和费用。
华中科技大学材料科学与工程学院副院长、中国3D打印技术产业联盟第一副理事长史玉升,长期从事快速制造的教学和科研工作。他在接受《中国科学报》记者采访时表示,通俗点说,过去的传统制造方法,比如采用模具,把金属或塑料熔化后灌进去,从而得出零件,这对复杂的零部件加工而言非常困难。这种时候,3D打印的技术优势就能凸显出来。
美国通用电气公司向史玉升团队定制过一款零件,是钨镍材料制造0.1毫米壁厚的网格结构金属零件,两片手机芯片大小的立体空间拥有多达156个微细网格。
3D打印机激发了人们的想象力。工程师们可以用其打印模具,“极客”牙医可用它来打印假牙,汽车维修公司可以用其来打印稀缺的汽车零部件,而不是忍受全球物流的烦琐和时间消耗。另外像捷豹、路虎等汽车生产商,其所用环氧树脂基复合材料所制部件中已有超过三分之一通过3D 打印机生产。
今年7月,美国宇航局(NASA)在地球上进行低重力抛物线飞行过程中,测试了3D打印机。或许宇航员们以后能用3D打印机来制造发射时遗漏的设备或物品。
重塑全球制造业竞争格局
据美国沃勒斯同仁咨询公司数据,2011年全球3D打印产品与服务的销售额为17亿美元,到2019年,该行业的收入将达69亿美元,其中零部件制造将占80%。
尽管如此,3D打印机在中国企业界的装机量仅在400台以上,而美国则拥有3000台以上,并且每年的增幅都非常明显。
这几年以来,北美和欧洲的3D打印市场正在急剧增长。从3D巨头美国斯川塔斯公司去年的财务报告可以看到,其80%的收入来源于欧美市场。
3D打印现在虽然还没完善到直接造出汽车和iPhone的程度,但对于制造某些汽车配件和特别定制的手机零部件已非难事。正是因为其制造过程多是以数字化的方式表达,使得人们可以用更少的人力成本,去灵活地生产少量产品。而这一点对于欧美国家而言,是一个福音。但对于我国来说,这或许将给制造业带来一定的冲击。
在史玉升看来,3D打印在全球范围内都尚处于起步阶段,但这不妨碍这项技术迅速转变成为全球先进制造的一个新动向,这已发展成为一种“战略技术”。
在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上,传统的焊接和零部件加固的方法,使得部件之间的连接非常费工,而且牢固性还有待提高。但若使用3D打印技术,无缝连接是其最大亮点之一,结构之间的稳固性和连接强度将得到很大的提升。
“如果我们还不重视3D打印,这项技术在重塑全球制造
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