3D打印技术的优点

2014-5-28 10:11| 编辑:电工学习网| 查看: 6695| 评论: 0

3D打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作，桌面打印机可以打印出小物品，而且，人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里；而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，则需要更大的打印机和更大的放置空间。3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。与传统技术相比，3D打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且，它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器；另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，3D打印技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。由于不需要生产线，它降低了生产成本，也极大地减少了材料的浪费。同时，它还能够制造特殊形状的物品，制造大型薄壁件、钛合金等难加工、易热成型等零件，而传统方法却很难做到。3D打印技术还有其他重要的优点。从传统制造技术而言，大多数金属和塑料零件是为了生产而设计的，这就意味着它们会非常笨重，并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。3D打印技术不是这样的。在3D打印技术中，原材料只为生产所需要的产品，借用3D打印技术，
　　它生产出来的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后，就能以最优化的方式来实现其功能，因此，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60％，
　　并且同样坚固。总之，3D打印技术主要有以下优点：（a）制造快速3D打印技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小，特异形的产品尤其适用。（b）CAD／CAM技术的集成?快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美实现。（c）完全再现三维效果?经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，不再需要再借助外部设备进行修复。（d）材料种类繁多，到目前为止，各类3D打印机设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，能满足绝大多数产品对材料的机械性能需求。（e）创造显著的经济效益与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样，快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也消除了修改模具的问题，创造的经济效益十分明显。（f）应用行业领域广?3D打印技术经过这些年来的发展，在技术上已形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印技术，使得3D打印技术有着广阔的前景。
　　3D打印技术的应用领域3D打印技术如今已在许多领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车制造业、医疗模具加工、巧克力食品以至航空航天器部件……“3D打印”在飞机、核电、火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3D打印技术，出来的产品自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。2011年8月，英国南安普敦大学的工程师设计并试飞了世界上第一架“打印”出来的飞机。这架飞机的外壳由一款专门打印尼龙材质的3D激光打印机一层层叠印而成，相当轻便。
　　据报道，有辆名为“Urbee”的汽车，部分采用3D打印技术制造。“Urbee”橙红色车身，3个轮子、双座位，扁长圆的外形显得小巧可爱，很有未来感，底盘为不锈钢制成，包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过Stratasys公司的大型3D打印设备生产。用电力和汽油作为混合动力，百公里耗油1．17L，单缸发动机制动功率只有5884W（8马力），车速可达100～110km／h。人们已经使用3D打印技术打印出了灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等，有些人甚至使用该技术制造出了机械设备。3D打印机的应用领域也在随着技术进步而不断扩展。美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。人们还使用3D打印机来制造雕塑并修复雕塑，制造由塑料和聚合物制成的三维物体并打印出了食品。
　　3D打印技术排除了使用工具加工、机械加工和手工加工，而且改动技术细节的效率极高。在英国，相同的技术被戈登·默里设计公司用来帮助制造前卫的T．25型城市“生态汽车”，这款汽车已于2010年7月面世。
　　隶属于欧洲宇航防务集团（EADS）的一个科研小组正致力于利用3D打印技术打印出飞机的整个机翼。截止2011年3月研究者已使用三维打印技术制造出了飞机起落架的支架和其他飞机零件。
　　2013年5月6日，美国支持3D打印枪械的非营利团体“分布式防御”（Defense?Distributed）称，世界第一支由3D打印的手枪已测试成功。这支手枪是在Stratasys?Dimension?SST?3D打印机上打印的。它由16个部分组成，其中15个部分是3D打印的，最后那个部分是一枚普通的任何五金店里都有的钉子。它的主体部分完全是用塑料制造的，只有撞针是金属。

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