定制化与批量生产融合:当D 打印主要集中于个性化定制和小批量生产,但随着生产速度提升和材料种类丰富,定制化与批量生产的界限逐渐模糊。像汽车制造等大型企业已开始利用该技术生产标准化零部件,未来会有更多个性化产品推出,不过也需要在灵活性与生产效率间找到平衡。材料多样化与环保化:除常见的塑料、金属和陶瓷等材料,新兴的环保型材料以及可生物降解材料的研究正在进行。全球对环保和可持续发展的要求日益提高,低成本的回收材料将在生产中得到更广泛应用,但这些环保型材料的普及还需经过技术验证与应用适应性评估。3D打印技术突破传统打印耗材限制,应用于食品个性化定制。浙江红蜡3D打印
技术发展与推广1987年,卡尔・迪卡德和他的老师共同开发了选择性激光烧结技术(SLS),使用激光将粉末材料烧结成型。1988年,出现了熔融沉积建模(FDM)技术的雏形,斯科特为了给自己女儿制作一个玩具青蛙而发明了这一技术。1991年,Helisys公司售出了台叠层实体制造(LOM)系统,通过逐层粘贴纸片并切割成型。1993年,麻省理工学院申请了“三维印刷技术”。1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得授权并开始开发3D打印机。2005年,市场上高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510研制成功。安徽建筑模型3D打印3D打印材料不断创新,包括生物基、复合材料等。
粉末床熔融类选择性激光烧结(SLS)原理:使用铺粉将一层粉末材料均匀铺在已成型零件的上表面,并将其加热到略低于该粉末的烧结温度。控制系统通过激光束在该层的截面轮廓上进行扫描,使粉末的温度升至熔点,实现烧结并与下面已成型的部分粘结在一起。完成一层后,工作台下降一层厚度,铺上新的一层均匀紧密的粉末材料,并重复上述过程,逐层堆积形成终的成品。材料:尼龙、金属粉末、PS粉、树脂砂等。选择性激光熔化(SLM)原理:与SLS类似,但在SLM中,使用的材料通常是金属粉末。激光束通过扫描金属粉末的截面轮廓,并将其加热到熔化温度,使粉末颗粒熔融在一起,形成固态金属零件。通过重复扫描和熔化新的粉末层,并将其与之前的层粘结在一起,逐层构建出金属零件。材料:钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝合金等金属粉末。
更高的精度:SLA 技术使用激光扫描液态光敏树脂进行固化,光斑直径可以聚焦到很小,能够实现精细的细节和精细的尺寸控制。一般情况下,SLA 打印机的精度可达到 ±0.1mm 甚至更高,而 FDM 技术受喷头直径和材料收缩等因素影响,精度通常在 ±0.2mm - ±0.5mm 左右。更好的表面质量:SLA 成型后的零件表面较为光滑,因为液态树脂在固化过程中能够较好地填充微小的缝隙和凹凸不平之处。相比之下,FDM 打印的零件表面会有明显的层层堆积痕迹,需要进行额外的打磨、抛光等后处理工序才能达到类似的表面光滑度。应用于医疗,可打印人体组织。
实际应用中的生产效率表现:
在产品原型制造方面:3D打印可以快速将数字模型转化为实物,几天内就能完成一个复杂产品原型的制作,相比传统的模具制造等方法,缩短了开发周期,提高了效率。
在小批量零部件生产方面:对于一些复杂形状、小批量的零部件,3D打印无需制作模具,可以直接生产,生产周期短,成本相对较低。但如果是大规模批量生产相同的简单零部件,传统的注塑成型、冲压等方法生产效率更高。
随着技术的不断发展,3D 打印的生产效率在逐步提高。例如,新的打印技术不断涌现,设备制造商也在通过改进硬件设计、优化软件算法等方式来提升打印速度和质量,未来 3D 打印技术在更多领域将具有更强的竞争力。 考古修复,利用技术重现历史文物。南京工业3D打印
它通过数字模型,实现准确复制与创造。浙江红蜡3D打印
优势与挑战:
优势:
高精度:SLA 3D打印技术能够制造出高精度零部件,满足航空领域对零部件质量的高要求。
复杂形状制造能力:SLA 3D打印技术能够制造出传统制造方法难以实现的复杂形状和结构。
挑战:
材料性能:SLA 3D打印材料的性能与传统材料相比仍需进一步提升,以满足航空领域对材料的高要求。
生产规模:SLA 3D打印技术在大规模生产时的速度和成本仍需优化。
SLA 3D打印技术在航空领域具有广泛的应用前景和巨大的商业价值。随着技术的不断进步和市场的持续拓展,SLA 3D打印技术将为航空领域带来更多的创新和变革。 浙江红蜡3D打印