3 RP技术的应用领域和存在不足
RP技术已经在许多领域里得到了应用,其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。RP技术在制造工业中应用最多(达到67%),说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。
目前快速成形技术还存在许多不足,下一步研究开发工作主要在以下几方面:(1)改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力,尤其是提高快速成形系统的制作精度;(2)开发经济型的快速成形系统;(3)快速成形方法和工艺的改进和创新;(4)快速模具制造的应用;(5)开发性能良好的快速成形材料;(6)开发快速成形的高性能软件等。
4 3D打印技术产业发展动向
在人们的认知中,工业革命以往发生过两次。第一次工业革命以蒸汽机的发明为标志,认为新的技术革命产生了流水式作业的方式,单一大批量的生产某种产品,这催生了工厂与工人,也让制造业从原始的手工制造转为机械制造。第二次工业革命同样也是一次技术革命,以电力、无线电、钢铁和化学等领域的巨大发展为标志,在各个不同领域进步的影响下,人们的生产方式也发生了变化,这一次工厂不再满足于单一产品的生产,而是转为大规模生产。那么第三次工业革命与前两次工业革命相比的不同之处在于在 3D 打印技术获得广泛运用的情况下,制造业也许不再运用工厂这种将人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的生产方式,而转变为一种以 3D 打印机为基础的,更加灵活、所需要投入更少的生产方式。
3D打印是一场制造技术的革命,是制造业升级的重要一环。著名的《经济学人》最近描述了 3D 打印技术这种新型的生产方式的前景将促成第三次工业革命。
有人将这种趋势称之为“社会化制造(Social Manufacturing)”,当这种方式得到广泛的运用,那么每个人都可以是一家工厂。从事着建筑和设计行业的人,对 3D 打印技术其实并不陌生,因为他们经常需要用到一种叫“快速成型”的技术,将设计的原型制作出来,展示给客户看。以往这种原型制作非常麻烦,因为工厂首先需要制作一个模具,然后把原料浇铸在里面,这样才能把原型制作出来。但当工厂制作完成之后,模具就变得没有用处——这种生产方式浪费原料,生产成本自然比较高,所需要的生产周期自然也比较长。与这种先制作模具,然后才能把设计原型制作出来的生产方式相比,3D 打印机拥有相当的优异性,它能够一次性、直接地把客户所需要的设计原型制作出来。由于无需经过制作模具这一步骤,客户能够节约时间,工厂能够节约成本,同时所制作出来的物体,也将和设计图纸一样,能够更加精确。
关键在于,3D 打印机能够直接将物体“打印”出来。首先人们能够通过电脑创建一个三维设计图,然后打印机对这个立体原型进行“切片”,分成一层一层的,然后打印机开始工作,将原材料按照设计图一层又一层的叠加上去,直到最终成型。当然,3D 打印机所使用的材料,自然不是喷墨打印机里面的墨水,而是一些可以发生固化反应的材料,现在可以作为材料的东西已经多种多样,包括树脂、塑料、陶瓷、金属等等。
3D 打印技术的部署成本越来越低,以现在的价格,几乎每个人都可以拥有一台 3D 打印机。而随着选材范围越来越广,3D 打印机可制作的物品越来越多,从汽车、飞机零件,到食物,到人体器官等等。