【簡(jiǎn)介:】3D打印――改變世界格局源動(dòng)力隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展以及文化、藝術(shù)、生產(chǎn)工具和技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展。在幾千年的歷史長(zhǎng)河中,中國(guó)以其卓越的文明遙遙領(lǐng)先于世界各國(guó),特別
3D打印――改變世界格局源動(dòng)力隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展以及文化、藝術(shù)、生產(chǎn)工具和技術(shù)的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展。在幾千年的歷史長(zhǎng)河中,中國(guó)以其卓越的文明遙遙領(lǐng)先于世界各國(guó),特別是經(jīng)濟(jì)實(shí)力尤為突出。從英國(guó)人安格斯?麥迪森所著《世紀(jì)經(jīng)濟(jì)千年史》我們可以看出,中國(guó)經(jīng)濟(jì)總量占世界經(jīng)濟(jì)的比重,公元1000年為22.7%,公元1500年為25%,公元1600年為29.2%,東方文明領(lǐng)先于西方世界。然而這一格局在17世紀(jì)以后發(fā)生了根本的變化。隨著資本主義制度在英國(guó)的確立,蒸汽機(jī)開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域,機(jī)器生產(chǎn)代替手工生產(chǎn),整個(gè)世界從“手工業(yè)時(shí)代”跨入“蒸汽時(shí)代”,第一次工業(yè)革命拉開(kāi)大幕,極大地推動(dòng)了歐洲各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于生產(chǎn)方式的改變,生產(chǎn)能力得到大幅提高,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)無(wú)法及時(shí)消化日益增長(zhǎng)的商品生產(chǎn),于是英、法、德、意、荷等資本主義國(guó)家紛紛向亞、非等其他各洲拓展殖民地,尋找新的市場(chǎng)與原料供應(yīng)地。顯然以英、法、德、意、荷為代表的歐洲文明已經(jīng)趕上并超過(guò)亞洲,從而形成東方從屬于西方的局面,可謂制造改變世界格局。最具實(shí)質(zhì)性的變化是在第二次工業(yè)革命到20世紀(jì)中葉。1870年以后,由于電力的廣泛應(yīng)用,世界由“蒸汽時(shí)代”邁向“電氣時(shí)代”,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),各種新技術(shù)、新發(fā)明層出不窮,并被迅速應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),大大促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。特別是美國(guó)的崛起,足以說(shuō)明制造業(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家有著重要的作用。18世紀(jì)末,美國(guó)獨(dú)立以后仿效英國(guó)走工業(yè)化現(xiàn)代化的道路。由于英國(guó)自伊麗莎白時(shí)代開(kāi)始, 制造業(yè)得到國(guó)家的鼓勵(lì), 商業(yè)勢(shì)力開(kāi)始向全球擴(kuò)展。法國(guó)在路易十四統(tǒng)治時(shí)期, 工商業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步, 西班牙、葡萄牙在世界各地?fù)屨即罅可虡I(yè)據(jù)點(diǎn), 連俄國(guó)與土耳其等國(guó)家也在發(fā)展商業(yè)與制造業(yè)。這是一個(gè)時(shí)代的潮流。因此, 美國(guó)意識(shí)到只有致力于工商業(yè)發(fā)展, 特別是制造業(yè)的發(fā)展與使用機(jī)器,美國(guó)才能躋身于世界大國(guó)的行列。基于這種理念,美國(guó)大力發(fā)展制造業(yè)。19世紀(jì)上半葉, 美國(guó)最主要的發(fā)展是創(chuàng)立新的工廠體制。它把原來(lái)的一些分散的制作過(guò)程加以合并,實(shí)行新的分工, 而后將制造某種商品的所有工序集中在一個(gè)工廠, 置于統(tǒng)一的管理之下。經(jīng)過(guò)一百余年的發(fā)展,到十九世紀(jì)末,世界金融中心由倫敦轉(zhuǎn)移至紐約,美國(guó)成為世界上最發(fā)達(dá)的國(guó)家,世界第一經(jīng)濟(jì)大國(guó)。可以說(shuō)制造業(yè)不僅改變著世界格局,而且其發(fā)展水平?jīng)Q定著一個(gè)國(guó)家的發(fā)達(dá)程度。如美國(guó)68%的財(cái)富來(lái)自于制造業(yè),國(guó)民總產(chǎn)值的49%是由制造業(yè)提供的。我國(guó)自改革開(kāi)放以后制造業(yè)得到迅猛發(fā)展,2011年,我國(guó)高技術(shù)制造業(yè)年總產(chǎn)值達(dá)9.2萬(wàn)億元,約占我國(guó)GDP比重19.51%,加工貿(mào)易出口總產(chǎn)值達(dá)8354億美元,約占我國(guó)GDP比重為11.2%。制造業(yè)的發(fā)展不僅為老百姓的日常生活提供了保障,也為提升我國(guó)的綜合國(guó)力奠定了基礎(chǔ)。自2008年美國(guó)金融導(dǎo)致的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)以來(lái),世界經(jīng)濟(jì)似乎始終都未走出低谷,盡管期間也曾多次試圖反彈,但最終仍因后勁不足而增長(zhǎng)乏力。歷史經(jīng)驗(yàn)反復(fù)證明,在全球經(jīng)濟(jì)陷入衰退之時(shí),正是新經(jīng)濟(jì)萌芽和新技術(shù)誕生之時(shí)。全球經(jīng)濟(jì)之萎靡不振,表明傳統(tǒng)的生產(chǎn)關(guān)系已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展,變革將成為生產(chǎn)關(guān)系新的動(dòng)力。今年以來(lái),對(duì)第三次工業(yè)革命的探討達(dá)到高潮。美國(guó)學(xué)者杰里米?里夫金稱(chēng),互聯(lián)網(wǎng)與新能源的結(jié)合,將會(huì)產(chǎn)生新一輪工業(yè)革命――這將是人類(lèi)繼19世紀(jì)的蒸汽機(jī)和20世紀(jì)的電氣化之后的第三次“革命”。而英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志也指出,3D打印技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大,勢(shì)必成為引領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)趨勢(shì)的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車(chē)床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具,改由更加靈巧的電腦軟件主宰,這便是第三次工業(yè)革命到來(lái)的標(biāo)志。3D打印技術(shù)屬于一種非傳統(tǒng)加工工藝,也稱(chēng)為增材制造、快速成型等,是近30年來(lái)全球先進(jìn)制造領(lǐng)域興趣的一項(xiàng)集光/機(jī)/電、計(jì)算機(jī)、數(shù)控及新材料于一體的先進(jìn)制造技術(shù)。與切削等材料“去除法”不同,該技術(shù)通過(guò)將粉末、液體片狀等離散材料逐層堆積,“自然生長(zhǎng)”成三維實(shí)體,該技術(shù)將三維實(shí)體變?yōu)槿舾啥S平面,大大降低了制造復(fù)雜程度。理論上,只要在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)模型,就可以應(yīng)用該技術(shù)在無(wú)需刀具、模具及復(fù)雜工藝條件下快速地將設(shè)計(jì)變?yōu)閷?shí)物。該技術(shù)特別適合于航空航天、武器裝備、生物醫(yī)學(xué)、模具等領(lǐng)域中批量小、結(jié)構(gòu)非對(duì)稱(chēng)、曲面多及內(nèi)容結(jié)構(gòu)零部件(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)空心葉片、人體骨骼修復(fù)體、隨形冷卻水道)的快速制造,符合現(xiàn)代和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。3D打印技術(shù)的起源與發(fā)展3D打印技術(shù)的核心制造思想最早起源于美國(guó)。早在1892年,J.E.Blanther在其專(zhuān)利中曾建議用分層制造法構(gòu)成地形圖。1902年,Carlo Baese的專(zhuān)利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年,Perera提出了在硬紙板上切割輪廓線(xiàn),然后將這些紙板紙板粘結(jié)成三維地形圖的方法。20世紀(jì)50年代之后,出現(xiàn)了幾百個(gè)有關(guān)3D打印的專(zhuān)利。80年代后期,3D制造技術(shù)有了根本性的發(fā)展,出現(xiàn)的專(zhuān)利更多,僅在1986-1998年間注冊(cè)的美國(guó)專(zhuān)利就有24個(gè)。1986年Hull先生發(fā)明了光固化成型(SLA,Stereo lithography Appearance ),1988年Feygin發(fā)明了分層實(shí)體制造,1989年Deckard發(fā)膽了粉末激光燒結(jié)技術(shù)( SLS,Selective Laser Sintering),1992年Crump發(fā)明了熔融沉積制造技術(shù)(FDM,Fused Deposition Modeling ),1993年Sachs先生在麻省理工大學(xué)發(fā)明了3D打印技術(shù)。隨著3D打印專(zhuān)利技術(shù)的不斷發(fā)明,相應(yīng)地用于生產(chǎn)的設(shè)備也被研發(fā)出來(lái)。1988年美國(guó)的3D Systems公司根據(jù)Hull的專(zhuān)利,生產(chǎn)出了第一臺(tái)現(xiàn)代3D打印設(shè)備――SLA-250(光固化成形機(jī)),開(kāi)創(chuàng)了3D打印技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。在此后的10年中,3D打印技術(shù)蓬勃發(fā)展,涌現(xiàn)出了十余種新工藝和相應(yīng)的3D打印設(shè)備。1991年Stratasys的FDM設(shè)備、Cubital的實(shí)體平面固化(SGC,Solid Ground Curing)設(shè)備和Helisys的LOM設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。1992年DTM(現(xiàn)在屬于3D Systems公司)SLS技術(shù)研發(fā)成功。1994年德國(guó)公司EOS推出了EOSINT選擇性激光燒結(jié)設(shè)備。1996年3D Systems公司使用噴墨打印技術(shù)制造出其第一臺(tái)3D打印機(jī)――Actua 2100。同年Z Corp也發(fā)布了Z402 3D打印機(jī)??傮w而言,美國(guó)在設(shè)備研制、生產(chǎn)銷(xiāo)售方面占全球主導(dǎo)地位,其發(fā)展水平及趨勢(shì)基本代表了世界的發(fā)展水平及趨勢(shì)。歐洲和日本也不甘落后,紛紛進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)。當(dāng)時(shí)雖然臺(tái)灣大學(xué)擁有LOM設(shè)備,但臺(tái)灣各單位及軍方的引進(jìn)安裝4SL系列設(shè)備,香港生產(chǎn)力促進(jìn)局和香港科技大學(xué)、香港理工大學(xué)、香港城市大學(xué)等都擁有RP設(shè)備,其重點(diǎn)是有關(guān)技術(shù)的應(yīng)用與推廣。 鄧小平同志說(shuō),科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。3D打印技術(shù)作為目前最為先進(jìn)的一種制造方式,也代表了目前全球最前沿的科學(xué)技術(shù)。黨和國(guó)家歷來(lái)重視科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在上世紀(jì)80年代中期,黨中央、國(guó)務(wù)院就提出了實(shí)施了高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃,對(duì)中國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展有重大影響的生物技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)、激光技術(shù)等眾多領(lǐng)域,確立了15個(gè)主題項(xiàng)目作為突破重點(diǎn),以追蹤世界先進(jìn)水平。在這種形勢(shì)下,1994年作為國(guó)內(nèi)第一家從事3D打印的北京隆源自動(dòng)成型有限公司成立,公司注冊(cè)資金200萬(wàn)美元,專(zhuān)門(mén)進(jìn)行快速成型設(shè)備的研發(fā)和銷(xiāo)售,并于當(dāng)年成功制造了中國(guó)第一臺(tái)SLS快速成型設(shè)備――AFS-360。這種設(shè)備以聚丙烯(PP)、塑料粉末(PS)等為原材料,用于生產(chǎn)假牙、高爾夫球桿球頭、頭骨等。3D打印技術(shù)與裝備水平在裝備的研發(fā)方面,德國(guó)、美國(guó)和日本在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平,并已形成了多家專(zhuān)業(yè)化和規(guī)?;兄坪蜕a(chǎn)3D打印設(shè)備的知名企業(yè),如德國(guó)EOS、美國(guó)3D Systems以及日本CMET公司。3D Systems公司生產(chǎn)的SLA裝備在國(guó)際市場(chǎng)上占最大比例。該企業(yè)自1988年以來(lái)相繼推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA裝備(最大形成空間達(dá)到1500×750×550mm)其主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)為裝備使用壽命長(zhǎng)(5000小時(shí)以上),成形精度高(層厚可達(dá)0.025mm),成形效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA裝備使用紫外線(xiàn)光源的常規(guī),率先使用680nm左右波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器作為光源,大大降低了SLA裝備的成本。在SLS裝備方面,德國(guó)EOS公司和美國(guó)3D Systems公司是世界上該技術(shù)的主要提供商。成形材料由早期的高分子材料拓展至金屬、陶瓷等功能材料,成形精度約為0.1-0.2mm,成形空間逐漸增大,最大臺(tái)面超過(guò)500mm。在金屬直接3D打印方面,世界范圍內(nèi)已經(jīng)有多家成熟的裝備制造商,包括德國(guó)EOS公司(EOSING M270)、美國(guó)MCP公司(Realizer系列)、德國(guó)Concept laser公司(M Cusing系列)。瑞典Acram公司的EBM裝備也占有重要地位。北京隆源公司自1994年研制成功第一臺(tái)激光快速成型機(jī)開(kāi)始,便傾力開(kāi)發(fā)選區(qū)激光粉末燒結(jié)(SLS)快速成型機(jī),同時(shí)致力于快速原型的應(yīng)用加工服務(wù)。先后推出了AFS-360、500、laserCore5100、5300、7000等型號(hào)的SLS裝備(最大成形空間為1400×700×400mm),目前擁有110多家設(shè)備用戶(hù)及100多家加工服務(wù)用戶(hù),市場(chǎng)主要集中在航空航天、汽車(chē)制造、軍工和鑄造行業(yè)等。作為公司總經(jīng)理的馮濤,畢業(yè)于清華大學(xué),曾任職于清華大學(xué)高分子材料研究所,具有較好的高分子材料和激光光學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),是我國(guó)最早從事激光快速自動(dòng)成型技術(shù)研究的專(zhuān)家之一。他對(duì)于3D打印技術(shù)的應(yīng)用與材料有著很深的造詣。早在1995年他就提出將SLS應(yīng)用于快速精密制造。與其他3D打印機(jī)技術(shù)相比,SLS最突出的優(yōu)點(diǎn)在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說(shuō),任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前可成功進(jìn)行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛,適合多種用途以及SLS無(wú)需設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng),所以SLS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在他的帶領(lǐng)下,隆源公司成功研制出鑄造熔模、蠟?zāi)盒图拌T造型殼等復(fù)雜工藝制作方法,后來(lái)又研制出聚苯乙烯粉末、資材料在3D打印中的應(yīng)用方法,如今馮濤又著手研究金屬粉末在SLS技術(shù)中的應(yīng)用,并取得了一定的成效。在他看來(lái),實(shí)現(xiàn)使用高熔點(diǎn)金屬直接燒結(jié)成型零件,對(duì)用傳統(tǒng)切削加工方法難以制造出高強(qiáng)度零件對(duì)3D打印技術(shù)更廣泛的應(yīng)用具有特別重要的意義。SLS成形技術(shù)在金屬材料領(lǐng)域中研究方向應(yīng)該是單元體系金屬零件燒結(jié)成型,多元合金材料零件的燒結(jié)成型,先進(jìn)金屬材料如金屬納米材料,非晶態(tài)金屬合金等的激光燒結(jié)成型等,尤其適合于硬質(zhì)合金材料微型元件的成型。此外根據(jù)零件的具體功能及經(jīng)濟(jì)要求來(lái)燒結(jié)形成具有功能梯度和結(jié)構(gòu)梯度的零件。隨著對(duì)激光燒結(jié)金屬粉末成型機(jī)理的掌握對(duì)各種金屬材料最佳燒結(jié)參數(shù)的獲得,以及專(zhuān)用的快速成型材料的出現(xiàn),SLS技術(shù)的研究和引用必將進(jìn)入一個(gè)新的境界。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域作為一項(xiàng)集光/機(jī)/電、計(jì)算機(jī)、數(shù)控及新材料于一體的先進(jìn)制造技術(shù),3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工與武器、汽車(chē)與賽車(chē)、電子、生物醫(yī)學(xué)、牙科、首飾、游戲、消費(fèi)品和日用品、食品、建筑、教育等眾多領(lǐng)域??梢灶A(yù)見(jiàn)的是,3D打印技術(shù)將更趨向于日常消費(fèi)品制造、功能零件制造及組織與結(jié)構(gòu)一體化制造的方向。航空航天:航空航天產(chǎn)品具有形狀復(fù)雜、批量小、零件規(guī)格差異大、可靠性要求高等特點(diǎn),產(chǎn)品的定型是一個(gè)復(fù)雜而精密的過(guò)程,往往需要多次的設(shè)計(jì)、測(cè)試和改進(jìn),耗資大、耗時(shí)長(zhǎng),傳統(tǒng)方法難以制造,3D打印技術(shù)以其靈活多樣的工藝方法和技術(shù)優(yōu)勢(shì)而在現(xiàn)代航空航天產(chǎn)品的研制與開(kāi)發(fā)中具有獨(dú)特的應(yīng)用前景。在國(guó)外3D打印技術(shù)很早就應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。美國(guó)波音公司應(yīng)用3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相結(jié)合,制造出鋁合金、鈦合金、不銹鋼等不同材料的貨艙門(mén)托架等制件;通用公司應(yīng)用3D打印技術(shù)制造航空航天與船舶葉輪等關(guān)鍵制件;比利時(shí)Materialise公司的Mammoth激光快速成型系統(tǒng),其一次性最大加工尺寸可達(dá)2200mm;在國(guó)內(nèi),北京隆源憑著自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),我國(guó)航天部等部門(mén)及飛機(jī)制造公司提供直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、直升機(jī)機(jī)匣、蝸輪泵、鈦機(jī)架、排氣道(最大高度達(dá)到2800mm)、飛機(jī)懸掛件、飛輪殼等飛機(jī)零部件的生產(chǎn)服務(wù)。軍事工業(yè):3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,具有簡(jiǎn)單化,易操作性等特點(diǎn),特別是對(duì)于一些新材料的加工,成效尤為顯著。比如鋁合金一直是軍事工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的金屬結(jié)構(gòu)材料。鋁合金具有密度低、強(qiáng)度高、抗腐性好,耐高溫等特點(diǎn),作為結(jié)構(gòu)材料,因其加工性能優(yōu)良,可制成各種截面的型材、管材、高筋板材等,以充分發(fā)揮材料的潛力,提高構(gòu)件剛、強(qiáng)度。所以,鋁合金是武器輕量化首選的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。美國(guó)軍方應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助制造導(dǎo)彈用彈出式點(diǎn)火器模型,取得了良好的效果。在我國(guó)鈦合金已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自行火炮炮塔、構(gòu)件、裝甲車(chē)、坦克、軍用直升機(jī)等的制造。1999年,北京隆源自動(dòng)成型有限公司利用3D打印技術(shù),參與完成了若干項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研制任務(wù),如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氫發(fā)動(dòng)機(jī);JS-Ⅱ型新式坦克的渦輪增壓器,衛(wèi)星陀螺儀框體;紅外制導(dǎo)儀觀測(cè)鏡殼體等,進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)軍事工業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)制造:目前德國(guó)奧迪汽車(chē)公司(Audi)使用3D打印技術(shù)成功的KUKA機(jī)器人來(lái)制造的Audi RSQ汽車(chē)。隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,汽車(chē)產(chǎn)量的迅猛增長(zhǎng),但其中一些關(guān)鍵性零部件日趨復(fù)雜化、大型化和輕量化,要求零部件的整體化、集成化制造,采用模具進(jìn)行翻砂制模的傳統(tǒng)工藝,模具越來(lái)越復(fù)雜,活塊數(shù)量也急劇增加,這些因素都制約了我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。為此,北京隆源公司總經(jīng)理馮濤展開(kāi)3D打印技術(shù)生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究。SLS是利用紅外激光光束所提供的熱量熔化熱塑性材料以形成三維零件。加工開(kāi)始時(shí)先將一層很薄(100μm~250μm)的熱塑性粉末均勻地鋪在工作平臺(tái)上,輔助加熱裝置將其加熱到熔點(diǎn)以下的溫度,在均勻的粉末表面,計(jì)算機(jī)控制激光按照零件當(dāng)前層的信息掃描,激光掃描到的地方粉末燒結(jié)形成固體,激光未掃描到的地方仍是粉末,可以作為下一層的支撐并能在成型完成后去除。上一層制作完畢后成型活塞下降一層,供粉活塞上升,用鋪粉滾筒將粉體從供粉活塞移到成型活塞,將粉體鋪平后即可掃描下一層。不斷重復(fù)這個(gè)輔粉和選區(qū)燒結(jié)過(guò)程直到最后一層,這樣一個(gè)三維實(shí)體就制作出來(lái)了。SLS最大特點(diǎn)一個(gè)是成型過(guò)程與復(fù)雜程度無(wú)關(guān),因此特別適合于內(nèi)部結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、進(jìn)排氣管等部件;另一個(gè)重要的特點(diǎn)是成型材料廣泛,特別是可以用鑄造的樹(shù)脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通過(guò)與鑄造技術(shù)結(jié)合,快速鑄造出發(fā)動(dòng)機(jī)的部件。SLS技術(shù)將快速成型與傳統(tǒng)鑄造技術(shù)有效結(jié)合快速制造復(fù)雜金屬零件的技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸頭一般都是鑄造產(chǎn)品,利用快速鑄造技術(shù)可以在很短時(shí)間內(nèi)得到與最終產(chǎn)品材料一致、性能接近的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品供測(cè)試與檢驗(yàn)。馮濤認(rèn)為,SLS技術(shù)與鑄造技術(shù)結(jié)合,衍生出快速鑄造技術(shù),其工藝特征是簡(jiǎn)捷、準(zhǔn)確、可靠和具有延展性,可有效地應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段中樣機(jī)的快速制造。其適合單件和小批量試制和生產(chǎn)的特點(diǎn),可迅速響應(yīng)市場(chǎng)和提供小批量產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和試驗(yàn),有助于保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。其成型工藝過(guò)程的可控性,可在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段低成本地即時(shí)修改,以便檢驗(yàn)設(shè)計(jì)或提供裝配模型。有助于提高產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)質(zhì)量,其快速成型原材料地多元性,為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段提供了不同地工藝組合,由于SLS原材料的國(guó)產(chǎn)化和成型工藝可與傳統(tǒng)工藝有機(jī)結(jié)合,有助于降低開(kāi)發(fā)成本,其組合工藝的快捷性,支持產(chǎn)品更新?lián)Q代頻次的提高,有助于推動(dòng)產(chǎn)品早日進(jìn)入市場(chǎng)。利用3D打印技術(shù),為汽車(chē)制造商生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、變速箱殼等,不僅制造速度快而且精度高,從而使得汽車(chē)復(fù)雜零部件制造變得數(shù)字化、精密化、柔性化、綠色化。如今,國(guó)內(nèi)眾多的高鐵、動(dòng)車(chē)、地鐵的發(fā)動(dòng)機(jī)都有隆源的產(chǎn)品。生物醫(yī)藥:目前3D打印技術(shù)也被應(yīng)用到生物醫(yī)藥方面,包括骨骼、牙齒、人造肝臟、人造血管、藥品制造等。在生物制造方面,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家研究較多、范圍較廣且已經(jīng)取得臨床應(yīng)用:在美國(guó)利用SLA制造技術(shù),使用生物相容樹(shù)脂可以制作醫(yī)用助聽(tīng)器、眼睛水晶體模型、人工牙齒等;在意大利利用SLA制造技術(shù)制造了人體骨骼修復(fù)體。1998年,北京隆源公司與北京大學(xué)口腔醫(yī)院合作,由口腔醫(yī)院將患者的CT掃描數(shù)據(jù)從CT工作站經(jīng)Magics軟件處理后傳輸至PC機(jī)上 ,以標(biāo)準(zhǔn)格式(Dicom 格式)刻錄存儲(chǔ) ,提供給北京隆源公司,北京隆源公司利用開(kāi)發(fā)研制AFS-320型快速成型機(jī), 采用選區(qū)激光粉末燒結(jié)法 ,原料為聚苯乙烯粉末 ,制作成實(shí)體模型,醫(yī)治顴上頜骨骨纖維異常增生癥,取得了很好的療效,同時(shí)在陳舊性顴骨顴弓粉碎性骨折的治療,臨床應(yīng)用結(jié)果表明治療效果良好。重要的戰(zhàn)略意義3D打印技術(shù)有著廣
3D打印,又稱(chēng)三維打印,在維基百科上面是這么解釋的:快速成形技術(shù)的一種,它是運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)一層又一層的多層打印方式,構(gòu)造零對(duì)象。模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)用 于建造模型,現(xiàn)正發(fā)展成產(chǎn)品制造,形成“直接數(shù)字化制造”。一些高價(jià)值應(yīng)用(如髖關(guān)節(jié)或牙齒,或飛機(jī)零部件)已經(jīng)有打印而成的零部件出現(xiàn)?!?D打印”意 味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。 詳見(jiàn)3D打印機(jī)