定制化與批量生產(chǎn)融合:當(dāng)D 打印主要集中于個(gè)性化定制和小批量生產(chǎn),但隨著生產(chǎn)速度提升和材料種類豐富,定制化與批量生產(chǎn)的界限逐漸模糊。像汽車制造等大型企業(yè)已開(kāi)始利用該技術(shù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化零部件,未來(lái)會(huì)有更多個(gè)性化產(chǎn)品推出,不過(guò)也需要在靈活性與生產(chǎn)效率間找到平衡。材料多樣化與環(huán)?;撼R?jiàn)的塑料、金屬和陶瓷等材料,新興的環(huán)保型材料以及可生物降解材料的研究正在進(jìn)行。全球?qū)Νh(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高,低成本的回收材料將在生產(chǎn)中得到更廣泛應(yīng)用,但這些環(huán)保型材料的普及還需經(jīng)過(guò)技術(shù)驗(yàn)證與應(yīng)用適應(yīng)性評(píng)估。3D打印助力綠色制造,使用可回收材料推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。湖州PA11尼龍3D打印
早期構(gòu)想與探索1859年,法國(guó)雕塑家弗朗索瓦?威廉姆(Fran?oisWillème)申請(qǐng)了多照相機(jī)實(shí)體雕塑(photosculpture)的,這是3D掃描技術(shù)的早期雛形。1892年,法國(guó)人JosephBlanther提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想,這是增材制造技術(shù)基本原理的初步探索。1940年,Perera提出類似設(shè)想,通過(guò)沿等高線輪廓切割硬紙板并層疊成型制作三維地形圖。
技術(shù)奠基與突破1972年,Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了使用光固化材料的方法,為后續(xù)的3D打印技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。1983年,美國(guó)科學(xué)家查爾斯?胡爾受紫外線使桌面涂料快速固化的啟發(fā),萌生了3D打印的想法,并發(fā)明了SLA(Stereolithography,液態(tài)樹(shù)脂固化或光固化)3D打印技術(shù),他將其稱作立體平版印刷,3D打印技術(shù)由此正式誕生。1984年,立體光刻技術(shù)(SLA)正式發(fā)明,同年查爾斯?胡爾為該技術(shù)申請(qǐng)美國(guó)專利。1986年,查爾斯?胡爾獲得了快速原型技術(shù)的,創(chuàng)建了STL文件格式,并開(kāi)發(fā)出世界上臺(tái)3D打印機(jī),隨后以這種技術(shù)為基礎(chǔ)成立了世界上家3D打印設(shè)備公司3DSystems。 衢州珠寶3D打印3D打印技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)作中廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜藝術(shù)品的制作。
打印精度:打印機(jī)的精度決定了打印產(chǎn)品的細(xì)節(jié)和尺寸準(zhǔn)確性。高精度的打印機(jī)能夠打印出更細(xì)膩、更符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品,而精度較低的打印機(jī)可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面粗糙、尺寸偏差較大。噴頭性能:噴頭的質(zhì)量和性能直接影響材料的擠出效果。噴頭的直徑、溫度控制精度、擠出速度穩(wěn)定性等都會(huì)對(duì)打印質(zhì)量產(chǎn)生影響。例如,噴頭直徑過(guò)小可能導(dǎo)致材料擠出不暢,形成斷絲現(xiàn)象;溫度控制不準(zhǔn)確可能使材料粘結(jié)不牢或出現(xiàn)變形。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性:打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)、絲桿、導(dǎo)軌等部件,其穩(wěn)定性和精度決定了打印過(guò)程中噴頭的運(yùn)動(dòng)軌跡準(zhǔn)確性。如果運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)存在松動(dòng)、振動(dòng)或精度不足等問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致打印產(chǎn)品出現(xiàn)線條不直、形狀失真等問(wèn)題。
航空航天領(lǐng)域深化應(yīng)用:更多的大型航空航天結(jié)構(gòu)件將采用 3D 打印制造,實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì),提高燃油效率,降低發(fā)射成本。同時(shí),在太空環(huán)境中進(jìn)行 3D 打印制造零部件和工具也將成為可能,為太空探索和長(zhǎng)期駐留提供支持。醫(yī)療領(lǐng)域創(chuàng)新拓展:生物 3D 打印有望實(shí)現(xiàn)真正的人體打印,用于移植,解決短缺問(wèn)題。3D 打印在個(gè)性化藥物研發(fā)和制造方面也將取得進(jìn)展,根據(jù)患者個(gè)體差異定制藥物劑型和劑量。建筑領(lǐng)域推廣:3D 打印建筑技術(shù)將更加成熟,用于打印房屋、橋梁等建筑結(jié)構(gòu),提高施工效率,降低人力成本和建筑廢棄物產(chǎn)生。同時(shí),可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的建筑設(shè)計(jì)和個(gè)性化建筑定制,為建筑行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。消費(fèi)領(lǐng)域個(gè)性化升級(jí):在消費(fèi)電子產(chǎn)品、時(shí)尚飾品、家居用品等領(lǐng)域,3D 打印將實(shí)現(xiàn)更的個(gè)性化定制生產(chǎn)。消費(fèi)者可以根據(jù)自己的喜好和需求,定制獨(dú)特的產(chǎn)品外觀、功能和結(jié)構(gòu),滿足個(gè)性化消費(fèi)需求。
3D打印是一種通過(guò)逐層堆積材料制造三維物體的先進(jìn)技術(shù)。
定向能量沉積(DED)原理:金屬材料在沉積的同時(shí)被強(qiáng)大的能量饋送和融合。子類型:粉末激光能量沉積、線弧增材制造(WAAM)、線電子束能量沉積、冷噴涂等。材料:金屬線材或粉末。特點(diǎn):用于逐層打印,也常用于修復(fù)或增加金屬物體的特征。7. 剝離層積原理:將非常薄的材料堆疊和層壓在一起,產(chǎn)生3D物體或堆疊,然后用機(jī)械或激光切割形成終形狀。類型:層壓對(duì)象制造(LOM)、超聲波固化(UC)等。材料:紙張、聚合物、片狀金屬等。特點(diǎn):能夠快速生產(chǎn),但精度可能較低,且浪費(fèi)較多材料。它支持小批量定制化生產(chǎn),滿足個(gè)性化需求,降低成本。金華汽車零部件3D打印
3D打印可以制造微型結(jié)構(gòu),用于微機(jī)電系統(tǒng)和傳感器。湖州PA11尼龍3D打印
快速成型:從數(shù)字模型到物理產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化速度快,尤其對(duì)于小批量、多品種的產(chǎn)品生產(chǎn),無(wú)需制作模具等復(fù)雜的前期準(zhǔn)備工作,縮短了產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。例如,在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中,設(shè)計(jì)師可以快速打印出產(chǎn)品原型,進(jìn)行功能測(cè)試和外觀評(píng)估,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行修改,加快產(chǎn)品上市速度。材料多樣性:可使用的材料種類豐富,包括塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料、生物材料等。不同材料具有不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,可以根據(jù)產(chǎn)品的使用要求選擇合適的材料進(jìn)行打印。例如,在醫(yī)療領(lǐng)域,可使用生物相容性材料打印人體組織和模型,用于手術(shù)規(guī)劃和教學(xué);在航空航天領(lǐng)域,可使用度金屬材料打印輕量化的零部件,提高飛行器的性能。湖州PA11尼龍3D打印