A. 3d列印技術市場發展狀況及趨勢
近年來,我國3D列印市場應用程度不斷深化,在航空航天汽車、船舶、核工業、模具等領域均得到了越來越廣泛的應用。3D列印技術已經成為航空航天等領域直接製造機修復再製造的重要技術手段。在汽車、船舶、核工業、模具等領域成為產品設計、快速原型製造的重要實現方式。
2017-2020年,我國3D列印產業規模逐年增加,增加速度要略快於全球整體增速,以致於我國3D產業佔全球的比重在不斷增加。2019年,中國3D列印產業規模為157.5億元,較上年增加31.1%,初步估算2020年規模將超過200億元人民幣。
註:其他的領域是指欄目中沒有列出的較寬范圍的其他工業領域,如礦物加工、化工、水處理、木材/紙張以及其他目前還沒能單獨列出的行業。
汽車已經成為全球范圍內3D列印的第一大應用,甚至超越了航空航天、醫療等領域。作為一種日漸成熟的研發和生產手段,3D列印技術在汽車行業的應用將愈發成熟,未來也越發可期。
——更多數據請參考前瞻產業研究院《中國3D列印產業市場需求與投資前景分析報告》。
B. 3D列印技術發展及其應用前景
1、服裝
三維列印逐漸應用到服裝領域,時裝設計師們也會使用三維列印的比基尼泳衣,鞋子和裙裝進行時裝設計構思。耐克在2012年為美國球員設計的Vapor Laser 的制模和生產中,就利用了三維列印技術,同樣的,還有New Balance利用3D技術進行運動員專用跑鞋的私人定製生產。
三維列印研發公司正在研究可投放市場的眼鏡,擁有受歡迎的樣式,配以定製化的全套產品(除了鏡片以外)。但隨著快速制模的發展,鏡片的定製也逐漸成為可能。
2、汽車
2014年年初,瑞典超級跑車生產商柯尼賽格發布了新車One:1,其中使用了許多三維列印的零部件。在柯尼賽格生產的汽車中,One:1擁有三維列印的測鏡內零件,風道,鈦排氣部件,和全套的渦輪增壓器組裝線。
3、建築
直到近年來,建築模型是由手工建造,並且常常花費很長的時間。因此,建築師經常被迫向他們的客戶展示自己項目的繪圖。
為了在很短的時間內得到這些比例模型給客戶,建築師和建築公司往往依靠三維列印。使用三維列印技術,這些企業可以減少50%到80%的生產時間,做出比加工件輕60%且堅固的比例模型。這樣,設計和模型就只受人的想像力限制了。
4、電動汽車與發電機
電機(汽車和發電機)的磁核需要提前加工好的特殊的一層層堆疊的薄電鐵片,片與片之間互相隔絕以減少型心鐵的損耗。有些三維列印要求所用核心材料的性狀(如材料密度,非結晶性,毫微結晶原子結構,材料分離性等)在生產過程中保持不變。
這種列印要求或許只能採用不改變核心材料性質的混合三維列印技術,例如燒結,熔合,沉積等。
5、醫療
三維列印已經被應用到生產移植器官和器械等醫療領域。目前成功的案例有一位英國病人移植的鈦骨盆,一位比利時病人移植的鈦下頜和一個美國嬰兒移植的塑料氣管夾板助聽科和牙科在未來有望成為三維列印技術的最大使用領域。
原理
日常生活中使用的普通列印機可以列印電腦設計的平面物品,而所謂的3D列印機與普通列印機工作原理基本相同,只是列印材料有些不同,普通列印機的列印材料是墨水和紙張;
而3D列印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的「列印材料」,是實實在在的原材料,列印機與電腦連接後,通過電腦控制可以把「列印材料」一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
通俗地說,3D列印機是可以「列印」出真實的3D物體的一種設備,比如列印一個機器人、列印玩具車,列印各種模型,甚至是食物等等。
之所以通俗地稱其為「列印機」是參照了普通列印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨列印十分相似。這項列印技術稱為3D立體列印技術。
3D列印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在於以可用的材料的方式,並以不同層構建創建部件。 3D列印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
C. 3D列印技術對航空製造業發展的影響有哪些
有一論文《3D列印技術對航空製造業發展的影響》,箸者:楊恩泉/中國航空工業發展研究中心。
摘 要:
對3D列印的技術體系和國內外產業發展現狀、發展趨勢、應用前景進行了綜合分析,介紹了3D列印技術在國內外航空製造業的應用發展情況,對3D列印技術將給製造業帶來的沖擊進行了探討,並對我國航空製造業如何應對3D列印技術帶來的產業巨變提出了建議。
D. 3D列印以後有什麼發展前景啊
3D列印技術作為一個新興技術逐漸流行,將對傳統的列印技術和方式帶來革命性的改變。
3D列印技術的發展前景遠大,現在很多方面都在引用3D列印技術,應用非常廣泛。這種技術可以和很多領域結合起來,比如生物、醫療、建築、珠寶、鞋類、工業設計、航空航天等等。醫學方面,在2014年8月,北京大學研究團隊成功地為一名12歲男孩植入了3D列印脊椎,這是一個令人欣喜的消息。不過,3D列印技術也面臨著列印材料的限制、知識產權以及道德倫理方面的爭議。但是單就醫學方面,我相信3D列印技術對病人絕對是一個福音。
目前在3D列印領域中發展最迅速、產值增長最明顯的應屬快速模具技術。比如機械工業、電子工業、汽車製造、航天航空製造、輕工業、軍事、通訊等。
3D列印技術的應用可以說是無所不能,在高科技領域里3D列印技術所成功研發的復合纖維3D列印機可以列印人們平常的衣服等衣著。
3D列印技術猶如一股猛烈的風暴在席捲著傳統的製作和加工業,製造的工藝和技術出現了質的飛躍,一體成型,不需要二次加工,在材料浪費上有很大的進步。其列印效率和列印速度也有突飛猛進的發展。當然,3D列印技術也存在一些缺陷:列印機造價昂貴,運行和維修的費用也很高,而且對成型的物體材料要求也很高。軟體的操作難度大,3D軟體處理的數據量也很大。不能做到大規模批量生產,在一些方面難以替代傳統的列印技術,但是3D列印技術的發展前景難以想像,在未來必定成為新時代的標桿之一。
E. 將來3d列印技術會有哪些發展前景
3D列印技術的發展前景遠大,將對傳統的列印技術和方式帶來革命性的改變。現在很多方面都在引用3D列印技術,應用非常廣泛。這種技術可以和很多領域結合起來,比如生物、醫療、建築、珠寶、鞋類、工業設計、航空航天等等。醫學方面,在2014年8月,北京大學研究團隊成功地為一名12歲男孩植入了3D列印脊椎,這是一個令人欣喜的消息。不過,3D列印技術也面臨著列印材料的限制、知識產權以及道德倫理方面的爭議。但是單就醫學方面,我相信3D列印技術對病人絕對是一個福音。
3D列印技術猶如一股猛烈的風暴在席捲著傳統的製作和加工業,製造的工藝和技術出現了質的飛躍,一體成型,不需要二次加工,在材料浪費上有很大的進步。其列印效率和列印速度也有突飛猛進的發展。當然,3D列印技術也存在一些缺陷:列印機造價昂貴,運行和維修的費用也很高,而且對成型的物體材料要求也很高。軟體的操作難度大,3D軟體處理的數據量也很大。不能做到大規模批量生產,在一些方面難以替代傳統的列印技術,但是3D列印技術的發展前景難以想像,在未來必定成為新時代的標桿之一。
F. 3D列印領域的過往技術與發展方向
3D列印技術——改變世界格局的源動力
隨著人類文明的發展以及文化、藝術、生產工具及技術的進步,社會經濟不斷向前發展。在幾千年的歷史長河中,中國以其卓越的文明遙遙領先於世界各國,特別是經濟實力尤為突出。從英國人安格斯·麥迪森所著《世紀經濟千年史》中我們可以看到,中國經濟總量佔世界經濟的比重,公元1000年為22.7%,公元1500年為25%,公元1600年為29.2%,東方文明領先於西方世界。
然而這一格局在17世紀以後發生了根本性的變化。隨著資本主義制度在英國的確立,蒸汽機開始應用於生產領域,機器生產代替手工生產,整個世界從「手工業時代」跨入「蒸汽時代」,第一次工業革命拉開大幕,極大地推動了歐洲各國的經濟發展。由於生產方式的改變,生產能力得到大幅提高,國內市場無法及時消化日益增長的商品生產需求,於是英、法、德、意、荷等資本主義國家紛紛向亞、非等其他各洲拓展殖民地,尋找新的市場與原料供應地。以英、法、德、意、荷為代表的歐洲文明已經趕超亞洲,從而形成東方從屬於西方的局面,可謂製造改變世界格局。最具實質性的變化發生在第二次工業革命到20世紀中葉期間。1870年以後,由於電力的廣泛應用,世界由「蒸汽時代」邁向「電氣時代」,科學技術的發展突飛猛進,各種新技術、新發明層出不窮,並被迅速應用於工業生產,大大促進了世界經濟的發展。特別是美國的崛起,足以說明製造業對一個國家的發展有著重要的作用。18世紀末,獨立後的美國開始仿效英國走工業化現代化之路。美國意識到,只有致力於製造業的發展,才能躋身於世界大國的行列。19世紀上半葉, 美國最主要的發展便是創立新的工廠體制。比如,它將原有的分散製作過程加以合並,實行新的分工,而後將製造某種商品的所有工序集中在一個工廠,置於統一的管理之下。經過一百餘年的發展,到19世紀末,世界金融中心由倫敦轉移至紐約,美國成為世界上最發達的國家以及世界第一經濟大國。可以說,製造業不僅改變著世界格局,而且其發展水平還決定著一個國家的發達程度。如美國68%的財富便來自於製造業,國民總產值的49%是製造業提供;中國自改革開放以來製造業得到迅猛發展,2011年,我國高技術製造業年總產值達9.2萬億元,約占我國GDP比重的19.51%,加工貿易出口總產值達8354億美元,約占我國GDP比重的11.2%。由此可見,製造業的發展不僅為老百姓的日常生活提供了保障,也為提升我國的綜合國力奠定了基礎。
自2008年美國金融導致的全球經濟危機爆發以來,世界經濟似乎始終都未走出低谷,盡管期間也曾多次試圖反彈,但最終仍因後勁不足而增長乏力。歷史經驗反復證明,在全球經濟陷入衰退之時,正是新經濟萌芽和新技術誕生之時。全球經濟之萎靡不振,表明傳統的生產關系已經嚴重阻礙了生產力的發展,變革將成為生產關系新的動力。
今年以來,對第三次工業革命的探討達到高潮。美國學者傑里米·里夫金稱,互聯網與新能源的結合,將會產生新一輪工業革命——這將是人類繼19世紀的蒸汽機和20世紀的電氣化之後的第三次「革命」。而英國《經濟學人》雜志也指出,3D列印技術市場潛力巨大,勢必成為引領未來製造業趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鑽頭、沖壓機、制模機等傳統工具,改由更加靈巧的電腦軟體主宰,這便是第三次工業革命到來的標志。
3D列印技術屬於一種非傳統加工工藝,也稱為增材製造、快速成型等,是近30年來全球先進製造領域的一項集光/機/電、計算機、數控及新材料於一體的先進製造技術。與傳統切削等材料的「去除法」不同,3D列印技術通過將粉末、液體片狀等離散材料逐層堆積,「自然生長」成三維實體。該技術將三維實體變為若干二維平面,大大降低了製造復雜程度。理論上,只要在計算機上設計出結構模型,就可以應用該技術在無需刀具、模具及復雜工藝的條件下快速地將設計變為實物。該技術特別適合於航空航天、武器裝備、生物醫學、汽車製造、模具等領域中批量小、結構非對稱、曲面多及內部結構零部件(如航空發動機空心葉片、人體骨骼修復體、隨形冷卻水道等)的快速製造,符合現代和未來的發展趨勢。
3D列印技術的起源與發展
3D列印技術的核心製造思想最早起源於美國。早在1892年,J.E.Blanther在其專利中曾建議用分層製造法構成地形圖。1902年,Carlo Baese的專利提出了用光敏聚合物製造塑料件的原理。1904年,Perera提出了在硬紙板上切割輪廓線,然後將這些紙板粘結成三維地形圖的方法。20世紀50年代之後,出現了上百個有關3D列印的專利。80年代後期,3D列印技術有了根本性的發展,出現的專利更多,僅在1986-1998年間注冊的美國專利就有24個。1986年Hull發明了光固化成型(SLA,Stereo lithography Appearance ),1988年Feygin發明了分層實體製造,1989年Deckard發明了粉末激光燒結技術( SLS,Selective Laser Sintering),1992年Crump發明了熔融沉積製造技術(FDM,Fused Deposition Modeling ),1993年Sachs在麻省理工大學發明了3D列印技術。
隨著各類3D列印專利技術的不斷發明,其相應的生產設備也被相繼研發而出。1988年,美國的3D Systems公司根據Hull的專利,生產出了第一台現代3D列印設備——SLA-250(光固化成型機),開創了3D列印技術發展的新紀元。在此後的十年中,3D列印技術蓬勃發展,涌現出了十餘種新工藝及相應的3D列印設備。1991年,Stratasys的FDM設備、Cubital的實體平面固化(SGC,Solid Ground Curing)設備和Helisys的LOM設備都實現了商業化;1992年,DTM(現在屬於3D Systems公司)的SLS技術研發成功。1994年,德國公司EOS推出了EOSINT選擇性激光燒結設備;1996年,3D Systems公司使用噴墨列印技術製造出其第一台3D列印機——Actua 2100;同年,Z Corp也發布了Z402 3D列印機。總體而言,美國在設備研製、生產銷售方面佔全球主導地位,其發展水平及趨勢基本代表了世界的發展水平及趨勢。歐洲和日本也不甘落後,紛紛進行相關技術研究和設備研發。當時雖然台灣大學擁有LOM設備,但台灣各單位及軍方引進安裝的是SL系列設備,香港生產力促進局和香港科技大學、香港理工大學、香港城市大學等都擁有RP設備,其重點是有關技術的應用與推廣。
3D列印技術作為目前最為先進的一種製造方式,也代表了目前全球最前沿的科學技術。鄧小平說過,科學技術是第一生產力。黨和國家歷來重視科技產業的發展。在上世紀80年代中期,黨中央、國務院就提出了實施了高技術研究發展計劃,對中國未來經濟和社會發展有重大影響的生物技術、信息技術、自動化技術、新材料技術、激光技術等眾多領域,確立了15個主題項目作為突破重點,以追蹤世界先進水平。在這種形勢下,國內最早專業從事3D列印領域的北京隆源自動成型有限公司於1994年成立,公司注冊資金200萬美元,專門進行快速成型設備的研發和銷售,並於創建當年便成功製造了中國第一台SLS快速成型設備——AFS-360。
3D列印的技術與裝備水平
在裝備的研發方面,德國、美國和日本在該領域處於世界領先水平,並已形成了多家專業化和規模化研製和生產3D列印設備的知名企業,如德國EOS、美國3D Systems以及日本CMET公司。其中,3D Systems公司生產的SLA裝備在國際市場上占最大比例。該企業自1988年以來相繼推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA裝備(最大形成空間達到1500×750×550mm),其主要技術優勢為裝備使用壽命長(5000小時以上),成型精度高(層厚可達0.025mm),成型效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA裝備使用紫外線光源的常規,率先使用680nm左右波長的半導體激光器作為光源,大大降低了SLA裝備的成本。在SLS裝備方面,德國EOS公司和美國3D Systems公司是世界上該技術的主要提供商。成型材料由早期的高分子材料拓展至金屬、陶瓷等功能材料,成型精度約為0.1-0.2mm,成型空間逐漸增大,最大檯面超過500mm。在金屬直接3D列印方面,世界范圍內已經有多家成熟的裝備製造商,包括德國EOS公司(EOSING M270)和Concept laser公司(M Cusing系列)、美國MCP公司(Realizer系列)及瑞典Acram公司(EBM裝備)。
中國從20世紀90年代初開始進入3D列印的研究與發展。北京隆源公司自1994年研製成功第一台激光快速成型機開始,便傾力開發選區激光粉末燒結(SLS)快速成型機,同時致力於快速成型的應用加工服務。先後推出了AFS-360、500、laser Core-5100、5300、7000等型號的SLS裝備(最大成型空間為1400×700×400mm),目前擁有110多家設備用戶及100多家加工服務用戶,市場主要集中在航空航天、汽車製造、軍工和鑄造行業等。
作為公司總經理兼總工程師的馮濤,畢業於清華大學,曾任職於清華大學高分子材料研究所,具有豐富的高分子材料和激光光學的理論和實踐經驗,是我國最早從事激光快速自動成型技術研究的專家之一。他對於3D列印技術的應用與材料有著深厚的造詣。早在1995年,他就提出將SLS應用於快速精密製造。與其他3D列印機技術相比,SLS最突出的優點在於它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說,任何加熱後能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前可成功進行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。SLS的成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛,加之SLS無需設計和製造復雜的支撐系統,適合多種用途。在他的帶領下,北京隆源相繼成功研製出鑄造熔模、蠟模壓型及鑄造型殼等復雜的工藝製作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D列印中的應用方法,如今,馮濤又著手研究金屬粉末在SLS技術中的應用,並取得了一定的成效。在他看來,實現使用高熔點金屬直接燒結成型零件,對3D列印技術在用傳統切削加工方法難以製造出的高強度零件中的更廣泛的應用具有特別重要的意義。馮濤認為,SLS成型技術在金屬材料領域中的研究方向應該是單元體系金屬零件燒結成型,多元合金材料零件的燒結成型,先進金屬材料如金屬納米材料、非晶態金屬合金等的激光燒結成型等,尤其適合於硬質合金材料微型元件的成型。此外,根據零件的具體功能及經濟要求來燒結形成具有功能梯度和結構梯度的零件。可以預見的是,隨著對激光燒結金屬粉末成型機理的掌握,對各種金屬材料最佳燒結參數的獲得,以及專用快速成型材料的出現,SLS技術的研究和引用必將進入一個新的境界。
作為國內最早實現3D列印技術產業化、服務化的公司,從創建至今在3D列印設備與材料應用中所取得的累累業績及為中國3D列印行業發展所起到的推動作用來看,北京隆源都可以稱為中國3D列印技術的引領者:
1994年成功製造了中國第一台SLS快速成型設備,專門進行快速成型設備的研發和銷售;1995年通過北京市科委組織的專家鑒定;1997年,用於精密鑄造的燒結材料和快速鑄造工藝研究成功,進入復雜金屬結構件的快速開發領域; 1998年參加科技部的快速成型示範服務中心項目,設備被二家服務中心選中;2000年,研製成功基於SLS的具有復雜內腔結構的金屬零件的快速鑄造工藝,為發動機類復雜結構零件的快速製作打下基礎,金屬材料直接成型技術進入實質開發階段;2002年,開始與中國工程物理研究院開展大功率激光直接製造金屬零件的研究;2004年與華南理工大學合作開展選區激光熔化金屬成型技術。目前均可製造出密度100%的不銹鋼和Ni基合金鋼零件;2003年,推出大尺寸快速成型設備AFS-450,軟硬體較AFS-320有22項重大改進。設備更穩定、可靠、人性化、速度更快、精度更高,成為企業用戶的首選設備;2005年推出AFS-500,成型尺寸125立升,當年形成銷售,並推出可直接蒸汽脫除的燒結精鑄蠟,與傳統的精密鑄造無縫連接,解決了鈦合金快速鑄造表面粗糙的問題;2008年,開發完成AFS-700成型設備,成型尺寸245立升,是當時最大尺寸的激光粉末燒結設備,滿足了絕大部分精密鑄件尺寸的要求。設備採用全新的上料鋪粉方式,單向鋪粉時間減小一半,無需中間加料。設備當年形成銷售;2009年,激光燒結砂實現突破。成型砂芯的強度和發氣量均達到鑄造要求。開始開發鑄造覆膜砂燒結成型的專有設備激光制芯機;2010年,Laser Core-5300樣機開發完成,開始試銷。
3D列印技術廣泛的應用領域
作為一項集光/機/電、計算機、數控及新材料於一體的先進製造技術,3D列印技術現已廣泛應用於航空航天、軍工與武器、汽車與賽車、電子、生物醫學、牙科、首飾、游戲、消費品和日用品、食品、建築、教育等眾多領域。可以預見的是,該技術將更趨向於日常消費品製造、功能零件製造及組織與結構一體化製造的方向。以下,我們可以從幾個主要的領域來一窺3D列印技術的廣泛應用。
航空航天:航空航天產品具有形狀復雜、批量小、零件規格差異大、可靠性要求高等特點,產品的定型是一個復雜而精密的過程,往往需要多次的設計、測試和改進,耗資大、耗時長,傳統方法難以製造。因此,3D列印技術以其靈活多樣的工藝方法和技術優勢而在現代航空航天產品的研製與開發中具有獨特的應用前景。在國外,3D列印技術於該領域很早便有應用。如:美國波音公司將3D列印技術與傳統鑄造技術相結合,製造出鋁合金、鈦合金、不銹鋼等不同材料的貨艙門托架等製件;通用公司應用3D列印技術製造航空航天與船舶葉輪等關鍵製件;比利時Materialise公司的Mammoth激光快速成型系統,其一次性最大加工尺寸可達2200mm。而在國內,北京隆源則憑借自身的技術優勢,為我國航空航天等部門及飛機製造企業提供直升機發動機、直升機機匣、蝸輪泵、鈦機架、排氣道(最大高度達到2800mm)、飛機懸掛件、飛輪殼等飛機零部件的生產和服務:1996年,第一台商品化SLS快速成型機銷往北京航空材料研究院,並成功應用於軍用航空新產品的開發;1999年,第二代商品化設備AFS-320成功推向市場。快速成型的應用逐步展開,參與完成了若干項國家航空航天重點項目的開發研製任務,如:用於大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氫發動機、衛星陀螺儀框體等。
軍事工業:3D列印技術和傳統製造技術相比,具有簡單、易操作等特點,特別是對於一些新材料的加工,成效尤為顯著。比如鋁合金一直是軍事工業中應用最廣泛的金屬結構材料。鋁合金具有密度低、強度高、抗腐性好、耐高溫等特點,作為結構材料,因其加工性能優良,可製成各種截面的型材、管材、高筋板材等,以充分發揮材料的潛力,提高構件的剛強度。所以,鋁合金是武器輕量化首選的輕質結構材料。美國軍方應用3D列印技術輔助製造導彈用彈出式點火器模型,取得了良好的效果。在我國,鈦合金已經廣泛應用於自行火炮炮塔、構件、裝甲車、坦克、軍用直升機等製造。1999年,北京隆源自動成型有限公司利用3D列印技術,參與完成了多項國家軍事工業重點項目的開發研製任務,如:JS-Ⅱ型新式坦克的渦輪增壓器,紅外製導儀觀測鏡殼體等;2002年,開始與中國工程物理研究院開展大功率激光直接製造金屬零件的研究,從而進一步推動了我國軍事工業的發展。
汽車製造:在國外,3D列印技術在汽車製造領域已有很多成功案例,如德國奧迪汽車公司(Audi)使用3D列印技術成功地使用KUKA機器人製造出了Audi RSQ汽車。隨著我國汽車工業的發展,汽車產量迅猛增長,一些關鍵性零部件也日趨復雜化、大型化和輕量化,這便要求實現零部件的整體化和集成化製造。而採用模具進行翻砂制模的傳統工藝,使得模具越來越復雜,活塊數量也急劇增加,這些因素在一定程度上都制約了我國汽車工業的發展。為此,引領國內3D列印技術的北京隆源的技術團隊展開了3D列印技術於汽車發動機製造領域的研究。SLS是利用紅外激光光束所提供的熱量熔化熱塑性材料以形成三維零件,其最大特點一個是成型過程與復雜程度無關,因此特別適合於內部結構極其復雜的發動機缸體、缸蓋、進排氣管等部件。此外,SLS技術成型材料廣泛,特別是可以用鑄造的樹脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通過與鑄造技術結合,快速鑄造出發動機的部件。SLS技術與鑄造技術的結合,衍生出快速鑄造技術,可有效地應用於發動機設計開發階段中樣機的快速製造。其適合單件和小批量試制和生產的特點,可迅速響應市場和提供小批量產品進行檢測和試驗,有助於保證產品開發速度。其成型工藝過程的可控性,可在設計開發階段低成本地即時修改,以便檢驗設計或提供裝配模型。有助於提高產品的開發質量,其快速成型原材料的多元性,為產品開發階段提供了不同的工藝組合,由於SLS原材料的國產化和成型工藝可與傳統工藝有機結合,有助於降低開發成本,其組合工藝的快捷性,支持產品更新換代頻次的提高,有助於推動產品早日進入市場。利用3D列印技術,為汽車製造商生產發動機缸體、缸蓋、變速箱殼等,不僅製造速度快而且精度高,從而使得汽車復雜零部件製造變得數字化、精密化、柔性化、綠色化。如今,國內眾多的高鐵、動車、地鐵的發動機中都可以看到隆源的產品。以下為隆源在汽車發動機應用中的研發成果:2001年,汽車關鍵結構件的快速成型與快速製造工藝研究成功,開始為汽車企業提供缸體、缸蓋、進氣管、變速箱殼體的RP服務;2006年,激光直接成型鑄造砂芯技術推向市場,銷售第一台專門用於鑄造砂芯的成型設備。並成功用於汽車發動機缸體、缸蓋和增壓器的快速開發;2011年,為滿足柴油機等行業需求,開始研發大尺寸激光制芯機;通過與廣西玉柴機器股份有限公司、東風商用汽車工藝所合作,研發出柴油缸體缸蓋的快速製造方法與工藝等。
生物醫葯:目前3D列印技術也被應用到生物醫葯領域,包括骨骼、牙齒、人造肝臟、人造血管、葯品製造等。在生物製造方面,歐美等發達國家研究較多、范圍較廣且已經取得臨床應用:在美國,利用SLA製造技術,使用生物相容樹脂可以製作醫用助聽器、眼睛水晶體模型、人工牙齒等;在義大利,利用SLA製造技術製造了人體骨骼修復體。在中國,北京隆源與北京大學口腔醫院合作,由口腔醫院將患者的CT掃描數據從CT工作站經Magics軟體處理後傳輸至PC機上,以標准格式(Dicom 格式)刻錄存儲,後提供給隆源,隆源據此開發研製了AFS-320型快速成型機。該設備採用選區激光粉末燒結法,原料為聚苯乙烯粉末,製作成實體模型,可用於口腔醫療中顴上頜骨骨纖維異常增生等症狀,並取得了很好的療效。同時,在陳舊性顴骨顴弓粉碎性骨折的治療中,臨床應用結果表明,治療效果良好。目前,隆源又與北大口腔醫院達成了新一輪的合作意向,即牙科領域專業快速成型和快速製造方案:使用特定的CAD軟體可以實現義齒的CAD設計,包括牙基底、牙冠、牙橋、牙罩冠、牙貼面、牙鑲嵌等3D設計。有了CAD設計,義齒的快速成型和快速製造便可以實現自動化生產,效果高,耗材少,成本低。
3D列印技術的前景及戰略意義
目前,世界上許多國家與地區(後面發不了,看網址http://user.qzone.qq.com/278744987#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=1356053030)
G. 3D列印技術未來的發展前景如何
文章編號:2095-6835(2017)04-0036-02
摘 要:3D列印技術,也叫「快速成型技術」或「增材製造技術」。作為近年來新興的一種革命性產業技術,3D列印技術呈現出的快速增長趨勢令各行各業始料未及,其受關注程度在國際上也是絲毫不減。這一被譽為「第三次工業革命」的核心技術,其發展現狀如何?今後又將面臨怎樣的發展環境?值得我們深思。
關鍵詞:3D列印技術;成本較高;技術單一;效率低下
中圖分類號:TP334.8 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.036
近年來,3D列印技術受到國際社會的廣泛關注,與其相關的話題更是被炒得沸沸揚揚。調查顯示,3D列印技術已成為美國增長最快的工業之一。造就如此現狀的原因正是西方發達國家在3D列印技術上投入大量的人力、物力和財力,研發出更加豐富的列印原料,促使這一技術日趨成熟,精度不斷提高,而且成本越來越低。據報道,美國軍方已將3D列印技術應用於武器研發領域,甚至成功製造出了世界上第一支「3D列印手槍」。隨著這一技術在國外的大熱,我國也開始重視3D列印技術的研發,並在不斷研發中取得了可喜的成就。
1 各國3D列印技術的發展情況
增材製造領域知名市場咨詢公司Wohlers Associates發布的《沃勒斯報告2016》指出,2015年全球增材製造
H. 3d列印概念股有哪些
中航重機
中航重機(600765)去年7月公告,激光快速成形技術,是以鈦合金等金屬粉末為原料,通過激光熔化逐層沉積(「生長製造」),直接由零件CAD 模型一步完成高性能大型整體結構件的「近凈成形」,與傳統製造技術相比,激光快速成形技術具有顯著的技術優勢。
激光快速成形技術,通過「技術創新」,擺脫對傳統大型鍛造等重型高端裝備的依賴,為我國大型整體鈦合金結構件等高端裝備零部件的「製造技術瓶頸」提供了一條新的技術途徑,在航空、航天、船舶、核能等高端裝備製造以及高端民品零部件加工等領域具有應用價值和較為廣闊的應用前景。
為更好地推進激光項目形成生產能力,公司、中航高新、北航資產、王華明及其研發團隊、中航投資及北京工業投資公司決定共同投資成立中航激光成形製造有限公司(以下簡稱「中航激光」)。
中航激光注冊資本1億元,其中:中航高新以現金出資3,100 萬元,公司以現金出資2,000 萬元,王華明及其研發團隊以現金出資3,000 萬元,北航資產以現金出資1,000 萬元,中航投資以現金出資500 萬元,北京工業投資公司以現金出資400 萬元。
華中數控
據中國機床網報道,2012年7月13日,由富士康集團成型&機構產品技委會舉辦的Q2季技術發表大會在富士康深圳龍華園區舉行,華中數控(300161)受邀參加本次大會,將華中8型匯流排式高檔數控系統、全電動注塑機控制系統、節能型電液混合伺服驅動和馬達、3D列印設備等最新技術、產品進行全面展示,取得了良好的效果。
陳吉紅董事長等公司領導就華中8型的功能特點及應用情況、塑料注射機工藝參數的智能設置與優化、快速成形製造技術及其應用三個主題進行了演講,吸引了富士康與會嘉賓及各相關部門領導及員工參加。演講現場更通過網路同步直播到富士康成都、煙台、晉城園區,共吸引了1000多名相關人員實時在線參與。
在交流會展廳,與會嘉賓及富士康部分員工對華中數控所展示的新產品、新技術表現出濃厚的興趣,與公司領導及相關項目負責人進行了詳細的了解和交流。
南風股份
南風股份(300004)8月25日發布公告稱,子公司南方風機研究所將投資「重型金屬構件電熔精密成型技術項目」,總投資1.68億元,資金由南方風機研究所自籌。據披露,這種技術廣義的說法就是國際上流行的3D列印技術,以金屬粉末、絲材為原料,通過高能束熔化沉積「直接生長」,從CAD模型完成高性能重大型金屬構件成型。
公告稱,南方風機研究所已在成型工藝、質量及工藝裝置、金屬構件原材料關鍵技術取得突破進展,成功成型製造重量超過10噸、直徑超過2米的高強度低合金鋼核電蒸發器筒體縮比件精密坯件樣,並已掌握並完成了重型金屬構件批量產業化大型成套裝備系統的設計和優化。項目達產後年銷售收入預計為5億元,凈利潤為1.2億元。
據介紹,南方風機自主研發的「重型金屬構件電熔精密成型技術」是新一代的重型金屬構件快速成型加工技術,可廣泛應用於百萬千瓦核電裝備、百萬千瓦超臨界和超超臨界火電機組及水電、石化、冶金、船舶等行業現代重大工業裝備合金鋼等重型金屬構件的製造。
銀邦股份
據了解,到2015年,我國高端裝備製造業銷售收入要從2010年的約1.6萬億元增長到6萬億元以上,在裝備製造業中的佔比從8%提高到15%。未來10~15年將是我國推進工業化的關鍵時期,核電、火電、水電、冶金、化工、船舶等行業都將繼續快速發展,孕育著對大型鑄鍛件的空前需求。
銀邦股份(300337)因進軍3D列印而備受市場關注。
銀邦股份董秘張稷在接受證券時報記者采訪時表示,金屬3D列印技術其實就是電腦設計3D圖形,利用激光產生的高溫燒結金屬粉末,產生金屬構件。因為每個金屬部件的設計、工藝、毛利都不一樣,很難給出一個統一的毛利率,但總體毛利率還是比較高的。
華泰證券(601688)認為,公司是國內釺焊用鋁合金材料的龍頭企業之一。在穩定原有業務的基礎上,公司積極創新,2010 年成功研發鋁鋼復合帶材,成為國內唯一批量生產企業,填補國內重大技術空白。同時標志著公司業務邁入多金屬復合材料領域,這一領域在國內尚屬起步階段,長期成長空間可期。
持續性創新,助力公司成長跨越單一產品生命周期。回顧公司隸屬的鋁板帶箔加工行業,行業內單一產品無法擺脫「成長-、成熟、衰退」的周期規律。公司1998 年進入該行業,持續性創新使公司主營領域發生兩次跳躍,幫助公司跨越單一產品的生命周期的羈絆,長期保持較高的增速,在技術產品更替頻繁的鋁加工行業實屬難得。
完善的研發體系是創新持續化的保障。公司成立院士流動站,擁有專門的研發部門,定期向公司提交研發成果。並針對金屬復合材料建立起一套完整的研發流程;將研發活動專業化、常態化。確保公司有持續的新產品項目儲備,以供升級換代。前期研發成果逐漸進入收獲期,利潤增長不斷有新的貢獻點。公司持續性的研發已有多年,除鋁鋼復合帶材外,前期的其他研發成果,也將逐步產業化,成為高毛利的產品,為公司貢獻業績。
宏昌電子
據證券時報報道,宏昌電子(603002)主要從事電子級環氧樹脂的生產和銷售,是國內領先的電子級環氧樹脂專業生產商,2010年公司銷售環氧樹脂6.44萬噸,市場佔有率為8.02%,其中覆銅板用阻燃環氧樹脂市場佔有率為15.63%。截至2011年年底,宏昌電子擁有液態型環氧樹脂5.5萬噸/年產能、阻燃型環氧樹脂5.3萬噸/年產能,固態型環氧樹脂1萬噸/年產能、溶劑型環氧樹脂1萬噸/年產能,合計7.3萬噸/年環氧樹脂產能。
隨著我國電子信息產業的迅速發展,以及國外電子信息製造業向中國的產業轉移,國內印製電路板需求旺盛,持續快速發展,因此宏昌電子將受益於行業集中度提升、產業轉移。環氧樹脂還廣泛應用於風機葉片的製造以及特種塗料,而宏昌電子是國內首家獲得德國勞氏船級社認證的風機葉片用環氧樹脂生產廠商,國內風電行業的高速發展必將帶動公司的復合材料用環氧樹脂製造快速增長。目前公司產能使用已達到最大限度,募投項目將能夠有效解決公司的產能瓶頸;項目投產後,產能實現倍增,規模效應明顯,有利於降低成本、鞏固公司的行業優勢地位,進一步提升公司產品的市場份額。