3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱,從國家創(chuàng)新中心建設(shè)就可以得到驗證。2016年,國家增材制造創(chuàng)新中心開始建設(shè),2020年1月份經(jīng)過了能力的驗收,可以提供面向各行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的解決方案,同時進行了關(guān)鍵器件和軟件平臺的研發(fā),研發(fā)中試的平臺、公共測試的平臺、工程技術(shù)服務(wù)的平臺能力,昭示出3D打印平臺建設(shè)所具備的作用。
根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示,2019年,中國3D打印應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模29.23億元,占比達到64%;消費領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模16.44億元,占比36%。船舶工業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)的一大組成部分,近年來也開始接受3D打印的影響。
早在2017年3月,國內(nèi)首艘3D打印1米級帆船亮相2017上海青少年航模錦標賽,引發(fā)了行業(yè)人士的熱烈討論。2019年10月,一艘長7.6米、重2268公斤的3D打印船在美國緬因大學(University of Maine)一個實驗室公開亮相,這是全球最大型3D打印機,也是多年以來體積最大的3D打印船和3D打印物,顯示3D打印技術(shù)應(yīng)用于模型和原型樣機制作的前景。
今年11月初,荷蘭萊頓大學的物理學家利用3D打印技術(shù)打印出了世界上最小的船只,船長只有30微米,僅比細菌細胞大6倍。研究人員使用掃描電子顯微鏡拍攝這艘船,展示其有一個開放的船艙、一個煙囪,甚至還有小舷窗。尤其令人印象深刻的是,整個模型的厚度只有人類頭發(fā)絲直徑的三分之一。該項目的研究人員表示,未來希望將其應(yīng)用于人體內(nèi)精準靶向的藥物輸送。
3D打印僅使用建造船舶所必需的材料數(shù)量,而不會產(chǎn)生多余的廢料。相比于早期的傳統(tǒng)制造方法,造船的成本將近一步降低,從而間接減少人工成本,縮短建造周期。與傳統(tǒng)制造方法相比,3D打印生產(chǎn)的零件重量更輕。這就意味著船體能夠在保證足夠的強度時速度能夠變得更快,獲得更好的平衡性,降低船體過重、行駛不穩(wěn)帶來的潛在風險。
從材料角度來看,船舶海工與航空航天對新材料的需求都具有高速、節(jié)能、遠航程、輕量化的特點,海洋環(huán)境突出問題是腐蝕,而高性能工程塑料及樹脂基復合材料具備突出優(yōu)勢:比重輕、耐腐蝕性能優(yōu)異。未來,隨著3D打印在船舶領(lǐng)域應(yīng)用程度的不斷深入,高性能工程塑料及樹脂基復合材料研發(fā)、升級的周期有望進一步縮短。
那么,傳統(tǒng)的制造工藝與增材制造方式到底有何區(qū)別呢?概括來講,傳統(tǒng)的減材制造工藝是指利用已有的幾何模型工件,用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻,最終成為所需的零件。反觀3D打印,又稱增材制造,是借助于3D打印設(shè)備,對數(shù)字三維模型進行分層處理,將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特殊材料一層一層地不斷堆積黏結(jié),最終疊加形成一個三維整體。
有業(yè)內(nèi)人士指出,多品種、小批量生產(chǎn)模式,可以用來修復再制造。像很多的冶金機械、礦山機械,在零件上噴涂一層性能更高的合金,恢復它原來的精度,用很少的代價就可以把貴重的設(shè)備全部修復,甚至比新品的性能還能夠有所提高。也包括很多年前的設(shè)備,一個零件損壞了,沒有供應(yīng)商了,用3D打印可以直接來修復。
可以預見的是,隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和人們生活水平逐步提高,消費者將越來越追求個性化需求,3D打印將與機器人、自動化設(shè)備、智能互聯(lián)系統(tǒng)等技術(shù)一起,提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度,以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品,由此推動傳統(tǒng)制造方式向著個性化、精準化方向轉(zhuǎn)變。
責任編輯:PSY
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