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3D打印又称为三围打印,快速成形技术的一种,是运用粉末状的金属或者是塑料等可黏合的材料,通过一层又一层的多层打印方式构造零对象,模具的制造工业设计用于建造模型,现在正在发展成为一种产品的制造,形成直接数字化的制造。理论上,只要电脑可以设计出的造型,3D打印机都可以打印出来。 3D打印由来及发展 “3D”打印并不是一个新概念。1995年MIT创造了“3D打印”这个名词,随后3D打印便开始在实验室萌芽。逐渐地,3D技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业,被应用在更广泛的领域。 真正的3D打印发源于军方的“快速成型”技术,是一种由CAD通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。 “快速成型首先是将实际物体的3D数据沿某一坐标轴进行分层处理,也就是将3D物体进行虚拟化切片,得到无数个二维界面,由此形成每层截面的二维截面数据。”郭峤介绍,“之后,再按照特定成形方法和技术每次只加工一个截面,这一过程反复进行,直到所有的截面加工完生成实体原型。” 3D打印潜力巨大 可降低商品成本 从短期也就是近几年来看,3D打印的桌面式设备已经成熟,在立体模型、儿童玩具、建筑设计行业已经实际应用。此类低精度产品的打印设备价格低廉,甚至普通创业者也可以购买,原材料价格较几年前也大幅下降,因此市场需求正在高速增长,生产此类低端打印设备的企业有望直接受益。 从中期看,高精度配件通过3D打印设备制造将是非常有潜力的市场。例如运载火箭上某些零部件,需求量少,精度要求高,用传统的模具制造方法生产成本高,而通过 3D打印技术则可大大节约成本。另外,如果高精度3D打印设备价格像低端设备那样出现大幅下降,那么应用于工业设备的量化生产将更具吸引力,其无需模具制造、人工管理,没有半成品过程,将大大降低商品成本。 从更远的角度看,3D打印设备在医疗、文化艺术品等多个行业都会迎来更广泛的应用,其未来确实有可能引发一次“工业革命”,影响力在某种程度上甚至可以超过“物联网”概念。 3D打印助力仪器行业前期研发 据报道3D打印技术应用已经渗入到生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业,那究竟3D打印技术会给仪器制造带来哪些好处?它是否会“颠覆”目前的仪器制造模式?目前,国内仪器厂商是否已经使用了该项技术? 多年从事仪器研发工作的中科院大连化物所关亚风研究员告诉笔者,其课题组2011年就从美国购买了一台3D打印机,主要用于零配件及仪器外壳的制作。谈及3D打印机所带来的好处,关亚风表示,“有了3D打印机,我现在可以很快地把想法变成现实,一个零配件模块最多只需24小时就能够完成制作,研发周期大大加快。另外,做仪器研发,有些零配件因为量小很难找到加工工厂,利用3D打印机就可以解决此方面的问题。” 不过,关亚风也表示,“目前,3D打印机用于批量生产还不太现实,成本太高,打印机本身价格就较高,中端大概10万美元,高端20万美元,而原材料也全部需要进口,以一个仪器普通零配件为例,如果传统模加工成本是100元,而3D打印机的成本则是3000元。3D打印机在仪器行业主要还是应用于仪器研发及制作样机阶段。” 笔者还采访了国内多家仪器制造商,了解到目前各厂商都未使用到3D打印技术。上海光谱仪器有限公司总经理陈建钢表示,“对于3D打印技术有关注,在上海光谱获批的重大仪器专项研制项目中,公司计划购买一台3D打印机,不过也还处于前期了解和调研阶段。”对于该技术的普及,他认为,3D打印技术也只能用于前期研发,并且目前仪器厂家对于3D打印机和原材料价格还不能接受。

3D打印技术变革了整个制造业,人们认为3D打印技术将引发第三次工业革命。尽管3D打印发展潜力巨大,目前备受关注,但是3D打印技术是否真的能够颠覆传统制造业模式呢?

3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。目前已经在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

3D打印机可以很快的将想法变成现实,不需要模具,而是直接打印。一些零配件模块最多只需24小时就能够完成制作,大大加速了研发周期。一些因量少而很难找到加工工厂的零配件,也可以借助3D打印机来实现。这也目前很多研究所、企业都投入购买3D打印机的原因。

但是这并不意味着3D打印机将代替仪器制造模式,至少在目前和短期内很难实现。目前3D打印成本十分高,无论是打印机自身成本还是原材料等有着高成本,因此还不能够用于批量生产。

目前多家仪器制造企业仅仅是利用3D打印机来进行仪器研发及制作样机,或者是根本没有使用到3D打印技术。很多厂商都在关注该技术,处于前期了解和调研阶段,这也主要是涉及到技术成熟度以及成本问题。3D打印技术潜力不可小觑,但是在现阶段还很难普及应用和批量生产。

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