挑战传统制造?3D打印凭什么?

来源:    关键词:   发布时间:2019-05-30

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3D打印对制造业产生了重大影响,此长彼消,3D打印的大跨步必然是传统制造中存在的弱点给3D打印提供了扩张的机会,这点我们也许可以从传统制造业如何运作中一窥端倪!

    传统制造业是如何运作的?

1、传统工艺:从设计师到制造商

如何将一个想法变成现实?几十年来,这一直是一个古老的故事。工程师设计零件并决定其形状、材料和其他因素,就这样,一个基本的原型就可以被制造。但是,当涉及到制造最终用途的零件时,工程师必须?#19994;?#19968;个制造商能够使零件达到专业标准和规模。零件可以在任何地方设计,但是制造这些零件需要大量的机器。

根据所制造的零件,制造商可以使用?#25105;?#25968;量的制造工艺来制造。它们可以使用机?#23548;?#24037;,其中一大块金属被切割成所需的尺寸和形状;它们可以将金属片弯曲和压印成一种新的形状;它们可以使用铸模或工具从液体塑料中制造大量零件。

像这样的传统制造工艺是非常有用的,并将继续使用多年。然而,他们也有自己的缺点。

2、传统制造业的弱点:

1)废料;

2)附加设备;

3)熟练劳动力。

传统制造技术中最常见的一种是“减法制造”。这个术语是用来描述那些将一大块不成形的材料切割成所需形状的过程。最常见的减法制造形式是数控加工。但是,虽然减法制造对于高质量材料的加工是很好的,但它并不总是?#34892;?#30340;。这是因为用减法工序制造零件必然产生多余的材料:起始块或“工件”必须大于最后一部分,因为工具最终会将其切割成符合尺寸的零件,所有被切下来的东西都变成了废物。

此外,传统的制造工艺往往需要额外的设备。铸造过程需要一些东西,如模具和模具,这需要时间和金钱来制造,但当工作完成或达到寿命时,它们最终会被丢弃。

最后,?#23548;?#23433;装和操作这些传统的制造系统是一个小问题。传统的机器通常占用很大的占地面积,这就产生了对大工厂空间的需求,而这是需要花费大量的?#24335;?#26469;租赁或购买的。虽然?#34892;?#36807;程(例如数控加工)是由计算机控制的,但许多过程需要熟练的机械师手工操作。所有这些问题都成了企业进入传统制造业的阻碍。

我们再来看看,3D打印是如何出现?为什么会出现的?

在20世纪80年代,发生了一件将永远改变制造业的事情。来自科罗拉多州的工程师和物理学家Chuck Hull发明了一种利用激光将感光树脂转化为固体形状的系统。他系统的关键要素:一个移动的平台,?#25925;?#33026;固化在?#23433;恪保?#20801;许创建三维形状组成的单个2D切片。他将他的系统称为“立体印刷?#20445;?#24182;建立了3D Systems——一家世界领先的3D打印公司。

虽然Chuck Hull在桌面涂料的特定领域工作时创造了立体光刻,但他很快就意识到了他创造的巨大潜力。使用不同的材料,该工艺可适用于各种应用。不久之后,选择性激光?#25112;?#21644;熔融沉积模型等不同的逐层过程开始出现,大大拓宽了后来被称为“3D打印”的范畴。

“加性制造”技术经过二十多年的发展和改造,但直到21世纪末,3D打印才在世界范围内广为人知。这在很大程度上要归功于面向消费者的入门级机器的发展。由于这些机器的成本仅为几千美元,因此更大的人群可以获得该技术,从而可以更加兼顾3D打印的使用。

3D打印机的最大优势之一是什么?它们几乎可以在任何地方建立,而且相对容易操作,这样,小企业就可以开始打印产品,而不需要专门的制造商来帮助它们。与此同时,大型制造商开始广泛实施高端打印机,利用它们来制造原型和专业零件。

3D打印是如何影响当今世界的?

1、多种应用

虽然立体印刷仍然被广泛使用,但3D打印现在包含了更广泛的技术,可以用来打印塑料、金属和其他材料。技术和价格的绝对范围意味着3D打印现在被广泛应用于各种行业,包括汽车、航空航天、医疗保健、消费品、设计和时?#26800;取?/span>

2、3D打印如何改变制造业

3D打印在许多方面影响了制造业。例如,从工程的角度来看,它为构建物理对象提供了一种全新的方法:分层、自下而上的方法允许3D打印机创建具有独特几何图形和复杂内部结构的部件。某些机器允许一次打印材料的组合,而该过程的“加法”性?#24335;?#20915;了与减法制造相关的废物问题。

但是3D打印对制造业最大的影响可能是它打破了进入壁垒的方式。许多3D打印机占用的空间很小,不需要更多的设备,而且几乎是自主操作的。通过这种方式,他们?#34892;?#22320;实现了制造过程的民主化,允许任何人在没有重大投资或机?#23548;?#24037;技能的情况下开始制造零件。

传统的制造工艺不太可能在短期内消失,但是3D打印已经创造了一种全新的制造思维。

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