3D打印悄然走来 还有多少难题待破解
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摘要:2013年6月3日,重庆江北区朗琴广场,全彩色3D打印的实物和真人一模一样。渝友/CFP 将梦想打成现实,体验三维立体打印高科技,它可以帮助你把你想象中的模型转化为现实的东西,你可

  2013年6月3日,重庆江北区朗琴广场,全彩色3D打印的实物和真人一模一样。渝友/CFP

  将梦想打成现实,体验三维立体打印高科技,它可以帮助你把你想象中的模型转化为现实的东西,你可以制作如玩具、珠宝、飞机等创意设计。这是京东商城对新推出的3D打印机的宣传标语。

  记者在京东网上看到,目前售卖的3D打印机有两种,分别是Cube3D打印机和CubeXTrio3D打印机(三喷头),售价分别为14999元和39999元,一同出售的还有3D打印机所配套使用的打印材料――ABS塑料,售价为699元/件。与此同时,淘宝网也开始出售价格更为低廉的组装版3D打印机。

  被认为将对制造业、商业以及生产方式产生颠覆性影响的3D打印机的上市,无疑引起网友的强烈关注。

  打印物体

  3D打印技术是一种增材成型技术,上世纪80年代即诞生于美国。它是将设计好的物体转化为三维设计图,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来打印真实物体。简言之,它的工作程序是首先将物品转化为3D数据,然后运用粉末状金属或塑料等可黏合材料逐层打印,直到一个固态物体成型。

  通俗地说,3D打印机是可以打印出真实的3D物体的一种设备,而它所使用的打印材料与传统打印机有着很大的不同。3D打印机内往往装有金属、陶瓷、塑料等不同的打印材料,这些打印材料在被做成粉状后充当墨水进行3D立体打印,最终成为生成物体的构成材料。

  举例来说,京东网目前售卖的Cube3D打印机,是在一个140mm见方的三维空间中创建一个真正的物品,它使用热熔性材料ABS塑料,这种材料被加热挤压成为半融状态的细丝,由层层堆积的方式将融化材料挤出,材料经过固化、粘结、堆积,直到塑料物品的打印完成为止,这个过程就像将一管加热的牙膏在平面上挤压堆积一样。另外,这种塑料打印材料分为多种颜色,使用者可以根据自己的喜好使用不同颜色的材料进行打印。

  再如,美国宇航局目前资助研发的3D食物打印机则是将碳水化合物、蛋白质等营养物质制成粉末状,和食用油一道放置3D食物打印机内,通过对食材粉末的层层叠加,打印出不同食物。

  被寄予厚望

  3D打印技术发展日新月异,应用领域不断增多,目前在航空业、汽车制造业、消费电子业、重大装备、生物医药、文化创意以及个性化消费品等领域都有广泛的应用,越来越多的人对3D打印技术寄予更高的期望。

  中国工程院院士徐志磊曾对3D打印技术评价说,这是一种新型的生产方式,能够促成第三次工业革命;英国《经济学人》杂志则提出3D打印技术是第三次工业革命最具标志性的生产工具。

  3D打印技术对传统制造业的工艺改造和新材料的应用具有颠覆性的意义和作用。与传统制造业先制作模具,然后才能把设计原型制作出来的生产方式不同,3D打印技术无需制造模具,也不需要任何的机械加工,只需将通过电脑辅助设计技术得到3D数据传送到3D打印机上即可将设计原型制作出来。这种数字化制造模式不但降低了因模具生产和改进所投入的成本,也大大提高了生产效率,同时也避免了模具在产品生产完成后便毫无价值的资源浪费。

  全国政协经济委副主任、原工信部部长李毅中认为,3D打印技术是新一代信息技术和新材料的完美结合,是数字制造技术的重要形式,3D打印技术用于优化新产品的设计和开发,可以有效地缩短新产品研发的周期,大大提高了制造的效率、精度,节材节能,提升研发的成功率。

  更重要的是,与当前大规模集中化的生产方式不同的是,3D打印技术的运用和普及将会给传统制造业带来新的变革。依托3D打印机,社会化分散式生产方式将会出现,它的应用可以更加灵活,也更具针对性,个性化生产将会更加容易实现,小微企业的数量将会增多,每个人都可以成为发明家和生产者。有专家指出,3D打印技术是对传统制造技术的一次重要革命,它降低了制造业门槛,可以让普通人的一个小想法也能快速创业,为以创业带动就业提供了平台。

  难题待破解

  3D打印近乎无限的可能性不断颠覆人们的想象,并且让人兴奋不已,而它的爆发式发展则让其成为当前全球最受关注的新兴技术之一。那么目前3D打印技术真实的发展现状又是怎样的呢,火热发展的背后又有哪些发展瓶颈呢?在上月底举行的首届世界3D打印技术产业大会上,多位业内人士纷纷指出了当前国内3D打印技术在发展中面临的难题。

  亚洲制造业协会首席执行官、世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示,当前从表面上看3D打印技术一片火热,但是3D打印技术目前还处于产业化的起步期,距离大规模应用还有一段距离,当前公众对3D打印技术的认识也不够全面。他同时指出,当前媒体对3D打印技术的功用过于夸大,3D打印技术并非无所不能,其技术核心在于,它可以解决高难度、复杂、个性化的设计需要,只有当传统生产方式无法应用的时候它的魅力才能显示出来。

  专家认为,目前3D打印技术最大的优势是产品高端开发和满足个性化需求方面,而3D打印技术在发展中最大的难题则是市场运用,3D打印技术只有在产业化过程中得到广泛运用,才能进一步成熟和完善。

  事实上,3D打印技术的矛盾是相伴而生的,从目前来看,虽然3D打印技术的普及领域愈来愈广,但更多的是用在高端研发方面,低端民用市场的应用则相对落后,更无法形成产业化。

  例如,用京东网售卖的3D打印机打印一个普通的手机壳大概需要两个小时,打印材料则只能使用价格不菲的热熔性材料ABS塑料,因此,用户打印这个手机壳所花费的时间成本和材料成本将超过在超市中购买一个手机壳商品所花费的时间和金钱,这种现实状况无疑限制了3D打印技术在低端民用市场的普及应用。

  另一方面,3D打印虽在满足个性化需求方面具有一定的优势,但这种个性化的制造往往因制造规模有限而使单位成本变高,这自然无法与传统制造业通过规模效应降低单位生产成本的生产方式相抗衡。

  此外,我国的3D打印技术在创新力和产业链、设备的稳定性和精密度及成本等方面,与国际先进水平还存在差距,仍有较大的上升空间。

  因此,当前3D打印技术要想实现产业化,大规模应用于制造业,还有很长的路要走。从目前来看,3D打印技术无法取代传统制造业,而应与其相互融合,优势互补,努力突破现实瓶颈。正如李毅中在3D打印技术产业大会提及的那样,发展3D打印技术,目前重要的是要致力于加强创新研发,开拓产业化商业化的路径,做好典型示范,防止在技术尚未充分完善的时候就大规模地扩张产能,否则将可能存在风险。

作者:admin 来源:未知 发布于2019-10-21 15:13
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