由批量化制造向個性化定制轉變,金屬3D打印不可少

發布時間:2020-12-07    來源:中關村    瀏覽量:0

  智能制造網訊 3D打印被多國研究人員視為引領新一輪科技革命和產業變革的核心技術之一,發展前景廣闊。隨著經濟快速發展和生活水平逐步提高,消費者更加追求個性化需求,3D打印將與機器人、自動化設備等技術一起,提高制造業生產線的柔性化程度,以更低成本生產定制產品,推動制造業生產方式由大規模批量化生產向個性化定制轉變。
 
  金屬3D打印,是3D打印技術的高難度發展分支,除了具備無需模具且可定制的優勢以外,在打印效率和打印質量上,相比傳統金屬加工工藝,均有較為明顯的提升。金屬3D打印技術已在航空航天、汽車制造、能源動力等領域得到廣泛應用,全球市場呈現強勢增長勢頭。
 
  實際上,不論是二維平面打印還是三維立體打印,本質上都是一種打印技術。不同的是,平面打印最后以平面形狀的方式將文件內容打印出來。除了傳遞信息,平面打印并不具備實際的功能。相比于平面打印的文件,3D打印卻可以直接實現功能。
 
  3D打印需將想要打印的物品的三維形狀信息寫入到3D打印機可以解讀的文件,再等3D打印機解讀文件后,以材料逐層堆積的方式打印出立體形狀。可以說,三維的形狀就是功能的基礎,打印出了形狀,也就打印出了功能。
 
  簡單來說,就如同在蛋糕店制作蛋糕時,直接根據需要加工的形狀擠出奶油,而不是銑削掉多余結構生成目標零件的方法。3D打印技術在現代制造過程中發揮著不可替代的作用,主要表現為將數字化信息技術與制造技術融合,根據任意零件三維模型成形復雜形狀的零件,無需專用模具。
 
  據MarketsandMarkets的新研究報告,2019年全球3D打印金屬市場估計為7.74億美元。這家研究公司預測,到2024年,市場規模將超過31億美元,從2019年到2024年,年均復合增長率為32.5%。推動這一增長的原因是國防、汽車終端、航空航天對3D打印金屬的需求不斷增長。
 
  金屬3D打印工藝中金屬粉末質量是影響最終打印部件結構及性能的關鍵因素之一,目前國內制粉水平接近國外但仍有差距。金屬粉末質量越好、顆粒徑越小,其打印出的產品致密性、機械性能也就越好。
 
  金屬增材制造技術發展中有三個重要的因素,設備、材料和工藝,國內目前在這三方面還有提高的空間。為了擴大3D打印技術的應用規模, 金屬增材制造技術正在朝著低成本、大尺寸、高效率、高精度、多材料方向發展。
 
  常規金屬3D打印技術同樣存在致命缺陷:一是沒經過鍛造,綜合力學性能不及鍛件,尤其是韌性和疲勞性能;二是冶金質量難以控制,易產生氣孔、未熔合等冶金缺陷。如何消除這些影響成件質量的因素,也就成為了業內人士接下來需要攻關的重點難題。
 
  在金屬3D大打印落地的過程中,當然離不開3D打印設備。近日,3D打印機制造商ExOne宣布推出新型InnoventPro金屬3D打印機以及新型X1D1自動導引車概念圖,用于促進3D打印的高效運行。打印機可以達到700 cc /小時的打印速度。新的3D打印系統專為學者、研究人員和眾多制造商而設計,更新后的系統將使用戶能夠快速、經濟、可持續地生產金屬零件。
 
  此外,當下一個十分關鍵的環節是要開展高性能材料的研發,尤其是航空工業鎳基耐高溫材料等的研發。開展3D打印材料基因組的研究,設計出所需要的各種合金,提升材料價值。相信在突破材料、技術等因素的束縛后,我國3D打印產業能取得更多成果。
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責任編輯:蔣林佚

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