3D打印技術(shù)科普全面解析

3D打印技術(shù)，也被稱為增材制造技術(shù)，是一項(xiàng)起源于20 世紀(jì)80年代集機(jī)械、計(jì)算機(jī)、數(shù)控和材料于一體的先進(jìn)制造技術(shù)。下面，一起來(lái)了解下相關(guān)設(shè)備、市場(chǎng)等信息。

原理：

該技術(shù)的基本原理是根據(jù)三維實(shí)體零件經(jīng)切片處理獲得的二維截面信息，以點(diǎn)、線或面作為基本單元進(jìn)行逐層堆積制造，最終獲得實(shí)體零件或原型。

優(yōu)勢(shì)：

只需將CAD設(shè)計(jì)導(dǎo)出為STL格式文件，傳輸?shù)?D打印機(jī)，即可一次成型。一些傳統(tǒng)機(jī)加工無(wú)法加工的復(fù)雜曲面或異形結(jié)構(gòu)，3D打印機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)，并且無(wú)需考慮夾具以及專業(yè)的編程和值守人員。值得注意的一點(diǎn)是，高復(fù)雜度、多樣化物品的生產(chǎn)將不會(huì)增加成本其實(shí)，3D打印設(shè)備制造一個(gè)形狀復(fù)雜的物品與打印一個(gè)簡(jiǎn)單的方塊消耗成本是相同的。

劣勢(shì)：

3D打印的其中一個(gè)絆腳石，就是所需材料的限制。雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但某些材料都是比稀昂貴和稀缺。目前的3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)達(dá)到了一定水平，但是受制于材料、打印設(shè)備等的因素的制約，3D打印在精度、速度等方面還有待進(jìn)一步提升。

設(shè)備：

目前市面上出現(xiàn)的3D打印設(shè)備主要包括工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)和桌面級(jí)3D打印機(jī)兩類。工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)一般用于大規(guī)模生產(chǎn)，買家大多集中在造型廠商、大型企業(yè)、制造分包商等群體；桌面級(jí)3D打印機(jī)市場(chǎng)則更集中在教育、制造、簡(jiǎn)單模型生產(chǎn)等領(lǐng)域，客戶主要是中小學(xué)、創(chuàng)客、設(shè)計(jì)人士等。3D打印機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)是集機(jī)械、控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體的機(jī)電一體化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)主要由 X-Y-Z 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控模塊、噴頭結(jié)構(gòu)、成型環(huán)境模塊等組成。

應(yīng)用：

3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涵蓋醫(yī)療、船舶、交通、玩具、汽車、航天航空、土木工程、制衣制鞋等多個(gè)領(lǐng)域。例如，目前，3D打印技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在對(duì)軌道車輛零部件的生產(chǎn)制造方面。利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)儲(chǔ)備零部件時(shí)，采用選擇性激光溶化、選擇性激光燒結(jié)等附加技術(shù)，通過(guò)這些附加技術(shù)把感光板上的細(xì)小部件連接起來(lái)，構(gòu)成已有形狀的3D圖。

市場(chǎng)規(guī)模

據(jù)《Wohlers Report 2020》數(shù)據(jù)，2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，來(lái)自增材制造產(chǎn)品的收入是50.43億美元，同比增長(zhǎng)了22.3%。來(lái)自增材制造服務(wù)的收入估計(jì)是68.23億美元，同比增長(zhǎng)了20.3%。隨著柔性化制造、精細(xì)化制造需求的日益迫切，3D打印產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。

發(fā)展趨勢(shì)：

有分析人士認(rèn)為，接下來(lái)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)以下幾個(gè)趨勢(shì)：其一，中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)值持續(xù)增加，將加速進(jìn)入新的發(fā)展階段；其二，工業(yè)級(jí)3D打印成市場(chǎng)主流方向，設(shè)備出貨量呈快速上升態(tài)勢(shì)。其三，傳統(tǒng)制造企業(yè)將強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入3D打印設(shè)備和材料領(lǐng)域，業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。其四，航空航天、醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)⒊蔀?D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。

結(jié)語(yǔ)：

為推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，接下來(lái)，有關(guān)部門應(yīng)注重加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備、建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、培養(yǎng)專業(yè)人才，加快高性能3D打印材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)其與傳統(tǒng)制造技術(shù)融合。作為具有較大代表性的一類前沿技術(shù)，3D打印產(chǎn)品、技術(shù)、系統(tǒng)等發(fā)展?fàn)顩r，正受到國(guó)內(nèi)外投資者的關(guān)注，許多企業(yè)更是將其視為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化制造的重要工具。展望未來(lái)，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景的確引人期待！
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