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3D打印前景如何?

    3D打印,又称三维打印或多层堆叠打印技术。它是以数字化模型为基础的一种快速成型技术,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式构造出实际物体。由于其在制造工艺方面的创新,被认为是“新一轮科技革命的重要生产工具”。其未来发展将会对制造业产生深远的影响。
    3D打印技术早在20世纪90年代中期就已出现,但由于价格昂贵,技术不成熟,早期并没有得到推广普及。第一台商用的3D打印机出现在1986年,但3D打印技术的真正确立,是以美国麻省理工学院的Scans E.M.和CimaM.J.等人于1991年申报的三维打印专利为标志的。1993年麻省理工学院获得3D打印的专利。经过20多年的发展,该技术已更加成熟、精确,且价格有所降低。
    3D打印的应用领域正在迅速扩张。在消费电子、航空和汽车制造等行业,3D打印可以较低的成本和较高的效率,生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型。位于纽约的创意消费品公司Quirky支持设计师在线提交设计方案,通过3D打印制成实物,并通过电商网站销售,每年推出60多种创新产品。在医疗领域,3D打印被用于制作人体器官的替换材料。在建筑领域,意大利发明家恩里科·迪尼发明了一台可以用沙子直接打印立体建筑的巨型3D打印机。此外,还有3D打印照相馆,用户经过拍照、建模、打印三个阶段,就可以为自己制作一个三维头像。
    自20世纪90年代起,我国的科研机构也已经开始研发自主知识产权的3D打印机,清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、西安交通大学等高校都取得了不俗成绩,基本与西方发达国家处于同一水平,研制出了多种类型的3D打印装备和材料。其中,北京航空航天大学率先研发出飞机钛合金大型复杂整体构件激光成型技术,这是国际上3D打印领域内的重大突破。华中科技大学研发的大型3D打印机,可通过激光将原材料制造成复杂的工业零部件或生活用品。随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造;拓展3D打印技术在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。(自国际金属加工网)


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