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远铸智能谈3D打印行业待开发的隐藏价值

时间:2021-08-03 来源:远铸智能 作者:远铸智能 浏览量:425
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3D打印技术过去是用在模具制造、工业设计等领域的制造模型,现在已逐步应用于某些产品的直接制造,已有企业开始用这种技术打印零件。这项技术已经被应用于珠宝、鞋业、工业设计、建筑、工程和建筑、汽车、航空、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程、枪械等领域。

3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本,通过软件分层分层和数控成型系统,采用激光、陶瓷、塑料、细胞组织等特殊材料逐层堆积、叠加成型,用激光束、热熔喷嘴等特殊材料逐层堆积而成。

3D打印材料主要分为九类

一:光敏树脂材料,主要是光固化树脂材料,主要包括丙烯酸树脂、环氧树脂和聚酯树脂等。这种材料在紫外光的照射下,能进行聚合反应而固化,一般呈液体状态。可用于航空航天的叶片、齿轮等结构部件的制造。

二:工程塑料材料,主要有ABS材料、聚碳酸酯材料、聚酰胺材料。ABS材料具有“硬、硬、硬”的特点,因此广泛应用于机械、电子、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业和化工领域。涤纶材料具有良好的抗冲击、抗热畸变、耐火、硬度高等特性,适用于轿车、轻型卡车的各种零件的生产,主要用于照明系统、仪表板、加热板、除霜器、保险杠等。涤纶材料,又称尼龙材料,具有很强韧、耐磨、自润滑、广泛应用的温度范围,主要替代铜及其它有色金属,用于机械、化工、电子零部件,如柴油发动机、燃油泵齿轮、水泵、高压密封圈、输油管等。

3D打印

图:INTAM™ 系列工业 FDM 线材,搭配 FUNMAT 系列 3D 打印和经过工艺优化的切片软件,将带给客户无与伦比的打印体验


三、金属材料,主要有钛合金材料、不锈钢材料、铝合金材料、其它贵金属材料等。钛材强度高,耐热性能好。与其它金属相比,钛合金还具有良好的耐蚀性、较高的低温性能、较高的化学活性,因而在航空发动机压气机、火箭、导弹、高速飞机等部件中得到了广泛的应用。由于不锈钢材料具有易焊接、耐腐蚀、高抛光、耐高温等优点,在建筑、食品、餐饮、酿酒、化工、医疗等领域有着广泛的应用。铝材具有密度小、熔点低、可塑性强的特点。

四、陶瓷材料,主要包括粘土、高岭土等天然硅酸盐材料和高纯度人工合成材料,如氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料等。因为大多数陶瓷材料的熔点都很高,甚至没有熔点,很难直接利用外部能量进行成型,大多数陶瓷材料在成型后再加工(烘干、烧结)得到最终产品,这就限制了陶瓷材料在3D打印领域的推广。

五、生物材料,主要包括生物医用金属材料、生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料和生物衍生材料。在这些材料中,生物衍生材料是通过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学材料,也称生物再生材料。三维打印生物材料的应用可分为两个领域:一是以生物材料可降解、熔点低、具有生物特性、环保等特点为基础,应用于食品加工、食品包装等领域。

五、橡胶材料、橡胶类材料具有许多弹性材料的特性,如肖氏A级硬度、断裂伸长率、耐撕裂强度和拉伸强度,使其特别适用于需要防滑或柔软表面的领域,如消费电子、医疗设备、汽车内饰等。

七:砂石材料,以石英砂为主。三维打印中,根据其传统的功能和特点,砂石材料主要用于建筑生产,生产某些建筑材料或结构。廉价、高效、环保是砂石材料在建筑三维打印领域的优势。

八、石墨烯材料是一种新型材料,它以sp²杂化连接,紧密堆积成一层二维蜂窝格子结构。石墨材料具有优良的光、电、力学性能,可以用来替代各种传统材料,被认为是未来革命性材料。随著石墨烯制备水平的提高和应用技术水平的提高,石墨烯材料可以应用于更多的下游产品和领域。

九、纤维素物质,是一种大分子多糖,不溶于水和一般有机溶剂,由葡萄糖组成。纤维是植物细胞壁的主要组成成分,是自然界分布广泛、含量高的多糖,占植物界碳含量的50%以上。研究者们一直在开发利用纤维素进行三维打印的方法,现在已经取得了一些突破。纤维原料还有一些缺点,如成本高、扩展性差、与塑料结合会产生污染物等。

3D打印技术主要分为桌面级和工业级。台式机3D打印是3D打印技术发展的初级阶段,能很直观地说明3D打印的工艺原理。台式机3D打印机价格相对便宜,便于携带,便于操作等特点,其应用范围主要在家庭、办公室等场所。目前,工业级3D打印机主要分为快速原型机和直接产品机两类。在模具、金属零件的大批量生产等方面,工业级3D打印机能够较好地满足高精度、短时间的制造要求。通过计算机控制激光或电子束,工业级3D打印机可以打印出复杂、精密的结构,传统机械加工不能完成,而且不需要的制造工序,充分利用材料。


3D打印

图:FUNMAT PRO 610 HT 提供工业级3D打印生产解决方案,助力从原型验证到小批量生产


3D打印技术的出现,降低了产品制造的复杂性,扩大了生产制造的范围,缩短了生产制造的时间,提高了生产效率,提高了原材料的利用率,提高了产品规格的精度。与此同时,3D打印技术也满足了用户个性化定制的需求,开发出更丰富、多样化的产品。

3D打印产业是非常有前途的产业。由于世界人口的不断增长,住宅需求将持续增长,这一势必然导致未来房屋建造高度的提升。另外,随着人类对宇宙的不断探索和技术的不断进步,未来计划可以在其他星球上建立基地或移民。完善的3D打印技术可以用于未来的星际殖民活动,以满足宇航员在星际中的制造需要,同时也可以减少与星际相关活动的准备难度。

3D打印技术的应用当然不仅仅限于现在已经为大家所熟知的这些。这个行业未来的潜在价值,还有待开发。


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