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3D打印面临的挑战与关键技术

更新时间: 2020-01-09 09:36:30  查看次数: 269    

做为一种新型加工制造技术,3D打印有着诸多优势,在各行业的应用方面也有可观的前景。但3D打印技术要在整个社会深入和普及,仍然存在很多挑战:一是成本问题,现有3D打印机造价高、打印材料昂贵,一般的企业和个人只能望而却步;二是打印局限性大,目前打印材料种类少,打印制品的尺寸受限,这些都有待发展;三是成品特性、精度的问题,目前3D打印成品的物理特性不高,仍需后续处理,打印精度和打印速度存在冲突,打印效率还远不适应大规模生产的需求;四是产业环境方面,目前还不存在一个有效的途径去解决3D打印普及下的盗版问题。


面对这些瓶颈问题,3D打印仍需进一步发展。近几年的发展方向和研究关键技术有以下几点:


精度控制技术3D打印的精度取决于材料本身的精细度、成型的层厚和打印设备的精度。对于激光束或电子束逐点扫描成型的3D打印技术,其激光和电子束的光斑大小决定了成型件的打印精度,光斑直径越小,打印精度越佳。未来的发展趋势是使光斑直径变得更小,制造精度达到微纳米级


高效制造技术:3D打印在向大尺寸构件制造方向发展,与此同时,制造效率也要有所提升。因此,多激光束同步制造是必然趋势,在提高了制造效率的基础上,还需保证同步增材组织之间的一致性以及制造结合区域质量,这些将是高效制造技术的关键,也是实现大尺寸构件制造的关键


复合材料制造技术:3D打印现阶段主要打印单一材料的产品,然而单一的材料并不能满足所有零件的所需性能,往往对3D打印的发展造成了局限。扩大材料选择范围,用复合材料或多重材料加工零件,是3D打印真正实现直接制造产品的关键


由3D打印目前的发展速度来看,3D打印技术将会越来越普及,于此同时,与3D打印相匹配的产品的创新设计也要跟上脚步,方可相得益彰。3D打印与企业产品创新结合,是其发展的根本方向,也是实现创新性国家的重要手段。在机械设计制造领域,3D打印技术以其强烈的加工优越性冲击着传统机械加工方法,未来3D打印技术下机械零件的设计方法也将随之变化。在此基础上,未来便有能力实现3D打印直接制造起重运输重大装备结构。



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