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四大發(fā)展趨勢(shì)顯現(xiàn) 3D打印技術(shù)不斷更新

發(fā)布時(shí)間:2017/01/06 點(diǎn)擊量:

中國(guó)粉體網(wǎng)訊   3D打印技術(shù)是個(gè)不斷發(fā)展的新興制造技術(shù),許多應(yīng)用在今日才嶄露頭角,或許在不久的將來(lái)就成為主流的制造技術(shù)。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner對(duì)2020年3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了預(yù)測(cè),并總結(jié)了關(guān)于3D打印的四個(gè)趨勢(shì),每一種趨勢(shì)都可以在近幾年的3D打印技術(shù)發(fā)展歷程中找到“蛛絲馬跡”。  

 

3D打印技術(shù)不斷更新 四大發(fā)展趨勢(shì)顯現(xiàn)   

  

趨勢(shì)1:10%的工業(yè)生產(chǎn)將集成自動(dòng)化3D打印技術(shù)  

   

自動(dòng)化的范疇包括3D打印技術(shù)與機(jī)器人、機(jī)械臂的結(jié)合,自動(dòng)化控制與檢測(cè)等。  

   

可協(xié)同作業(yè)的3D打印機(jī)器人    

 

代表性技術(shù):西門子SiSpis蜘蛛機(jī)器人,該機(jī)器人外形和工作原理都酷似蜘蛛,身上裝有一個(gè)可擠出PLA 打印材料的3D打印機(jī)、相機(jī)和激光掃描儀,在進(jìn)行大型物體3D打印作業(yè)時(shí),多臺(tái)SiSpis蜘蛛機(jī)器人將協(xié)同作戰(zhàn),完成打印任務(wù)。詳見(jiàn)本站發(fā)表的西門子的蜘蛛機(jī)器人3D打印機(jī)。     

 

機(jī)械臂更廣泛的用于3D打印領(lǐng)域     

 

自動(dòng)化領(lǐng)域著名的制造商ABB和KUKA都已跨界到3D打印領(lǐng)域,通過(guò)集成3D打印設(shè)備,機(jī)械臂可承擔(dān)制造大型復(fù)雜零部件或建筑結(jié)構(gòu)的任務(wù),例如:Stratasys公司將3D打印熔融擠出頭集成在KUKA機(jī)械臂上,完成大型碳纖維零部件的3D打印;Viridis3D 公司通過(guò)集成了3D打印機(jī)的ABB機(jī)械臂和自動(dòng)化傳送帶,完成砂模的批量化生產(chǎn)。    

 

趨勢(shì)2:30%的骨科植入物是在醫(yī)院內(nèi)部或就近3D打印的    

 

植入物是植入人體的醫(yī)療器械,由于不同人體之間存在著差異,個(gè)性化定制的植入物與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比將帶來(lái)更精準(zhǔn)的治療效果,3D打印在個(gè)性化小批量產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì),因此而日益受到植入物制造領(lǐng)域的重視。    

 

未來(lái)植入物將不單純依賴于醫(yī)療器械工廠的大規(guī)模生產(chǎn),還可以在醫(yī)院內(nèi)部或附近的實(shí)現(xiàn)快速3D打印。不過(guò)植入物在投入使用之前還需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的消毒、測(cè)試和審批,按需生產(chǎn)的定制化植入物也不例外,雖然3D打印技術(shù)制造小批量定制化植入物的時(shí)間很短,但是這些后續(xù)的流程周期很長(zhǎng),如何加速這些流程是實(shí)現(xiàn)定制化植入物就近快速生產(chǎn)所需要解決的問(wèn)題,Gartner認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題在未來(lái)三年將得到改善。    

 

一方面從應(yīng)用的角度上來(lái)看,3D打印技術(shù)已滲透到髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、頜面、胸骨、脊柱、足踝植入物等多個(gè)領(lǐng)域,另一方面食品藥品監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)對(duì)3D打印植入物的審批正在加速,美國(guó)FDA已批準(zhǔn)了85個(gè)3D打印植入物進(jìn)入市場(chǎng)。

     

趨勢(shì)3:3D打印技術(shù)的應(yīng)用將使新產(chǎn)品推出市場(chǎng)的時(shí)間縮短25%   

  

3D打印技術(shù)為企業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)工作,帶來(lái)快速及低成本的產(chǎn)品原型制造、小批量試制解決方案。因引入3D打印技術(shù)而使新產(chǎn)品研發(fā)受益的企業(yè)不僅包括對(duì)交貨期極為苛刻的航空制造企業(yè),例如GKN 航空(詳見(jiàn)揭秘GKN的增材制造布局),還包括依靠創(chuàng)新技術(shù)和新產(chǎn)品推出速度立足于市場(chǎng)的創(chuàng)業(yè)型企業(yè),如Nano-Racing無(wú)人機(jī)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)和Alta Motor電動(dòng)摩托車團(tuán)隊(duì)。   

  

趨勢(shì)4:75%的制造企業(yè)將使用3D打印的工具   

  

3D打印將作為傳統(tǒng)制造技術(shù)的補(bǔ)充,逐漸成為大多數(shù)制造企業(yè)所倚重的技術(shù),這種補(bǔ)充作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,一個(gè)方面是直接制造傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜產(chǎn)品或小批量產(chǎn)品,另一方面則是制造傳統(tǒng)制造技術(shù)所需要的模具、刀具、夾具。   

  

模具是工業(yè)之母,廣泛用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造,以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。幾乎所有的3D打印技術(shù)都可以在模具領(lǐng)域中找到應(yīng)用的切入點(diǎn),其中比較典型的是SLM 3D打印技術(shù)在注塑模具隨形冷卻通道制造中的應(yīng)用。

 

對(duì)于模具制造商來(lái)說(shuō),由于模具的質(zhì)量直接決定了注塑生產(chǎn)效率,并決定產(chǎn)品質(zhì)量,從而決定產(chǎn)品附加值。在最小周期時(shí)間內(nèi)高效冷卻塑料產(chǎn)品對(duì)提高注塑生產(chǎn)效率、提升注塑產(chǎn)品的附加值有積極的影響,而模具冷卻通道的設(shè)計(jì)與制造在其中扮演了重要角色,SLM 3D打印技術(shù)為模具冷卻通道的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)更高自由度,通過(guò)該技術(shù)制造的隨形冷卻通道更靠近模具的冷卻表面,并具有平滑的角落,更快的流量,增加熱量轉(zhuǎn)移到冷卻液的效率。  

 

3D打印技術(shù)在模具制造中的主要應(yīng)用還包括快速制造鑄造砂模和熔模母模,詳見(jiàn)本站發(fā)布的3D打印模具的應(yīng)用、趨勢(shì)、供應(yīng)鏈白皮書(shū)。   

  

刀具是機(jī)械加工技術(shù)中所必需的工具,許多非標(biāo)刀具槽型復(fù)雜,制造難度大、交貨周期長(zhǎng)、制造成本高,目前部分刀具制造商已嘗試性的探索使用金屬3D打印技術(shù)制造復(fù)雜的非標(biāo)刀,詳見(jiàn)高邁特生產(chǎn)非標(biāo)刀具的新途徑。   

 

在機(jī)床上或生產(chǎn)線上裝夾工件的非標(biāo)夾具也可以通過(guò)3D打印技術(shù)進(jìn)行快速制造,無(wú)論是像雄克這樣的專業(yè)夾具制造商,還是像沃爾沃發(fā)動(dòng)機(jī)廠這樣的制造業(yè)用戶都已開(kāi)始使用3D打印技術(shù)來(lái)制造夾具,據(jù)了解,沃爾沃法國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)工廠使用Stratasys 的3D打印系統(tǒng)制造非標(biāo)夾具,制造周期縮短了94%,制造成本也顯著降低,3D打印在制造非標(biāo)夾具領(lǐng)域所帶來(lái)的價(jià)值將推動(dòng)更多制造企業(yè)使用3D打印的夾具。

 

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