3D打印(3DP)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。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、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、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印技术源于20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。直至目前为止,全球3D打印正在进入快速增长期,宝马、阿迪达斯等知名公司纷纷利用3D打印推出个性化定制产品。在中国,3D打印突破了一批关键工艺和技术,产业化进程明显加快。并且在近日举行的“增材制造产业发展座谈会”上,中国增材制造产业联盟透露,据不完全统计,2016年上半年,中国增材制造产业规模已超30亿元人民币,同比增长50%以上,涌现出杭州先临三维、西安铂力特、湖南华曙高科、北京太尔时代、广州迈普再生医学等一批企业。
3D打印技术飞速发展打印人工器官可逐渐生出细胞
在航空领域,3D打印正全面提升飞机的制造水平,国产大飞机C919首次成功应用3D打印钛合金零件,力学性能明显高于原有铸件,且有效缩短了零件交付周期,有效保证了产品性能要求。中国商飞公司总装制造中心总工程师姜丽萍说:“未来复材3D打印,将实现敏捷化生产,不仅减少材料成本,还可以缩短制造周期。”据了解,通过升级版技术,目前飞机的起落架、发动机以及机翼都已经成功实现了3D打印,让飞机制造变得越来越简便。不仅可以打印飞机,升级版的技术还可以打印人类器官。中国工程院院士卢秉恒告诉记者,目前国内外实验室开始研发的是4D打印技术,即智能材料的增材制造,可在3D打印基础上加以外界环境刺激,实现自我“生长”。
3D打印或使无人机生产面临更大的安全风险
3D打印根据预先设置好的数据进行快速成型、一次性成型的制作特点,对于无人机产业来说是把双刃剑。提高生产效率的好处毋庸置疑,但是这同时也埋下了风险的种子。日前,一个国际研究小组在研究黑客入侵的可能性。他们通过修改3D打印数字文件的方式,摧毁了一架无人机。肉眼几乎看不出被篡改前与被篡改后的3D打印无人机螺旋桨有何差别。但研究人员利用篡改数据的手段使得螺旋桨片和接头处在3D打印过程中留下了0.1毫米的空腔,导致无人机飞行达到最大受力的时候,螺旋桨断裂因而坠毁。这种攻击3D打印设备的手段如果真的被黑客利用,无疑会给无人机生产企业带来巨大的损失。
3D打印带来的“副作用”在无人机产业如此,在整个制造业亦如此。这从根本上来说还是人的监管问题。只要设计完善的防护技术并设立健全的管理制度和法规加以规范,人们完全可以规避3D打印的“无限自由”所产生的负面影响,让这项技术为我们的生产生活带来更多正能量。
德政府与库卡研发3D打印机器人
德国联邦教育研究部近日与著名机器人制造商、目前已被美的集团收购的KUKA(库卡)等企业合作启动了一项新的金属3D打印项目。据了解,该项目会重点研究激光金属沉积技术,然后将其与KUKA的工业级机械臂融合,最终开发出一种能在复杂表面打印多种材料,打印速度达到1-2千克/小时的更强金属3D打印系统。
可谓3D打印真是无所不能,从最开始的数字技术直到现在各行各业都在运用3D打印技术,伴随着科技的发达,3D打印也给我们带来了很多便捷,减少了很多的不必要成本。未来3D打印的应用不仅在工业,可能还包括教育应用、医疗应用、消费应用,但全国只有湖南省将医用领域3D打印列入医保范围。就中国增材制造主要集中在航空航天、军工等垄断性行业以及医疗等高壁垒性领域,面临市场和体制的双重壁垒。由于工业级3D打印机的昂贵成本和维护费用,使中小企业望而却步,阻碍现有传统生产方式的改造升级。