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中国3D打印设备产量大幅增长,3D打印何以如此?

2020-11-24 11:47
陈述根本
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很难想像,作为近些年才被广泛认识的3D打印,早在1983年就已经诞生。

2012年,英国《经济学人》杂志刊文,将3D打印技术视为“第三次工业革命”的重大标志之一,这引起了全球的广泛关注。然而,眼看着就可以造天造地、颠覆产业无所不能的3D打印在风靡一时之后,再一次遵循了令人无可奈何的技术成熟度曲线。近年来,3D打印一次次被热炒,也一次次考验着人们的耐心。

事实上,世界上到处都是前途无量、却从未真正推广的技术。那些成功普及的技术,往往得益于外部事件。无疑,对于3D打印来说,新冠疫情正是那个外部事件。

事实也确实如此,根据国内B2C跨境电商平台全球速卖通的数据显示,疫情以来该平台上3D打印机的销售额和去年相比已经翻了一番,尽管今年3D打印机的海外仓备货大幅增加,但疫情之下这些备货已被抢空。其中,4月份中国3D打印设备产量同比大幅增长344.7%。

3D打印何以如此?随着技术的逐步成熟,3D打印又是否春天将至?从小众走向大众,3D打印还有什么未经之路?

陈根:从制造到智造,3D打印已经入场

3D打印有所为

3D打印,顾名思义,三维打印。相较于常见的二维平面打印,3D打印有所同,也有所不同。

不论是二维平面打印还是三维立体打印,本质上都是一种打印技术。不同的是,平面打印最后以平面形状的方式将文件内容打印出来。除了传递信息,平面打印并不具备实际的功能。相比于平面打印的文件,3D打印却可以直接实现功能。

3D打印需将想要打印的物品的三维形状信息写入到3D打印机可以解读的文件,再等3D 打印机解读文件后,以材料逐层堆积的方式打印出立体形状。可以说,三维的形状就是功能的基础,打印出了形状,也就打印出了功能。

此外,与“减材制造”相对,3D打印又称为“增材制造”。对于现阶段的制造业来说,目前通常所使用的材料加工技术多为“减材制造”技术,即对原材料进行去除、切削、组装等加工,使原材料具备特定的形状并可执行特定的功能。而“增材制造”则直接将原材料逐层堆积成特定的形状,以实现特定的功能。

增材制造工作过程主要包括三维设计和逐层打印两个过程:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型分区成为逐层的截面,指导打印机逐层进行打印。相比于传统的减材制造方式,增材制造无疑具备很多优势。

一是缩短生产制造的时间,提高效率。用传统方法制造出一个模型通常需要数天,这根据模型的尺寸以及复杂程度而定,而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数小时。因此,相比减材制造而言,增材制造尤其适合制造形状复杂的零部件。当然,这也受其打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度的影响。

二是提高原材料的利用效率。与传统的金属制造技术相比,增材制造机制造金属时只产生较少的副产品。随着打印材料的进步,“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。

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