3D打印技術(shù)如何落實(shí)于工業(yè)裝備制造領(lǐng)域

智能制造網(wǎng)訊 近幾年，3D打印技術(shù)漸漸成為裝備先進(jìn)制造、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和新材料等技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛將其列入國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。早在2015年發(fā)布的《國(guó)家增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015－2016）》中，我國(guó)就已經(jīng)明確將3D打印列入了國(guó)家戰(zhàn)略層面。此后，各地區(qū)有關(guān)部門紛紛出臺(tái)政策，以此推動(dòng)3D打印技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造及實(shí)際應(yīng)用。

利用金屬3D打印技術(shù)制造的構(gòu)件，其內(nèi)部質(zhì)量、晶粒結(jié)構(gòu)、微觀組織及性能，不僅不受零件尺寸、壁厚、位置的影響，而且在金屬構(gòu)件逐層熔化、逐層凝固的3D打印過程中，還可以“隨心所欲”地控制3D打印合金熔池的熔體冶金狀態(tài)、凝固冷卻速度、溫度梯度等金屬結(jié)晶條件。

與此同時(shí)，金屬3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)零件不同部位材料的形態(tài)、化學(xué)成分、晶粒尺寸和取向以及微觀結(jié)構(gòu)的主動(dòng)控制，充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短地把不同材料“按需設(shè)計(jì)”，使具體的金屬材料構(gòu)件具有單一材料無(wú)法具備的特殊性能，從而展現(xiàn)出更好的易用性。

拿石化裝備制造來(lái)說(shuō)，由于3D打印能較好地滿足短時(shí)耗、高精度、復(fù)雜構(gòu)件的需求，因而被越來(lái)越多的石化行業(yè)從業(yè)者所采用。具體來(lái)看，石化裝備研制人員運(yùn)用3D打印技術(shù)，并借助計(jì)算機(jī)、圖形設(shè)計(jì)軟件等設(shè)備、工具，就可以對(duì)石化裝備樣圖進(jìn)行修改，還可以看到整個(gè)石化裝備的立體模型，及時(shí)對(duì)其中的不合理之處進(jìn)行改進(jìn)。

在流水線上，利用3D打印制作的夾具，多用于移印工業(yè)生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品的固定。得益于定制化的優(yōu)勢(shì)，可以設(shè)計(jì)出對(duì)零件更契合的結(jié)構(gòu)。另外可以設(shè)計(jì)出輔助加工的支持部位，保證加工過程的精準(zhǔn)。對(duì)于需要用到夾具的企業(yè)來(lái)說(shuō)，用3D打印技術(shù)來(lái)定制各種形狀、尺寸的夾具，成本低、效率高、效果好也更貼合應(yīng)用。

3D打印工裝檢具，也漸漸成為3D打印在工業(yè)裝備制造領(lǐng)域的一大重點(diǎn)。產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中，若每個(gè)工件以鋼尺、游標(biāo)卡尺來(lái)量測(cè)各位置尺寸大小，速度會(huì)很慢，影響掃描效率。而使用檢具則可快速又簡(jiǎn)潔的完成檢測(cè)工作，且提供標(biāo)準(zhǔn)的量測(cè)方式，得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。使用3D打印，可以將邊角加工得比較貼合，孔洞結(jié)構(gòu)不到位的狀況也可以盡可能地避免，降低工件變形這種狀況出現(xiàn)的概率。

經(jīng)過多年的發(fā)展，3D打印市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。據(jù)《Wohlers Report 2020》數(shù)據(jù)，2019年全球增材制造（AM）行業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)收入為118．67億美元（約842億人民幣），比2018年增長(zhǎng)了21．2％。相比于2018年，增長(zhǎng)速度有所放緩。未來(lái)，隨著各行業(yè)產(chǎn)品制造精細(xì)化、定制化要求的不斷提高，3D打印的應(yīng)用場(chǎng)景有望進(jìn)一步拓寬，應(yīng)用價(jià)值也將得到多元化釋放。

中國(guó)3D打印市場(chǎng)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭，逐步實(shí)現(xiàn)商品化，且技術(shù)設(shè)備在鑄造、醫(yī)學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、快速模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨深入，這無(wú)疑是可喜的。與全球相比，中國(guó)3D打印市場(chǎng)核心技術(shù)研發(fā)實(shí)力較弱、材料資源單一、專業(yè)人才較為稀缺，行業(yè)整體體量較小等，此類問題還需引起重視，靠企業(yè)、高校等攜手推動(dòng)解決。

盡管未來(lái)行業(yè)發(fā)展充滿著種種機(jī)遇與挑戰(zhàn)，但3D打印通過生產(chǎn)終端產(chǎn)品、開發(fā)新應(yīng)用、應(yīng)用自動(dòng)化后處理以及人工智能等技術(shù)，為企業(yè)完成智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了新的可能性。關(guān)注3D打印技術(shù)升級(jí)、產(chǎn)品研發(fā)新動(dòng)態(tài)，將成為時(shí)代大背景下企業(yè)的主動(dòng)選擇。

審核編輯 黃昊宇