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3D打印机改变制造业规则

发布时间:2019-07-31 08:05:41

3D打印机改变制造业规则

美国南卡罗来纳州罗克希尔街上的1个商业园区内的1座低层建筑内,展现着1副未来工厂情形图。几10台机器正在隆隆地运转,透过玻璃控制室,两名人员正在通过电脑屏幕对机器进行监督。其中有些机器大小犹如1辆轿车,有些犹如1台微波炉,但所有的机器都有可以透视的窗口。1台机器在生产珠宝,其他有些在生产电钻机的塑料夹子、汽车仪表盘、扑朔迷离的灯罩和定制式假肢。有1台机器乃至正在生产如其本身1样的机器所用零件。  这是3D系统公司的总部,是由查克.赫尔( Chuck Hull)成立的公司,他在1986年的1项专利中描写了他发明的1项被称作“立体光刻”的3维实体系统。该系统通过1束紫外线光作用使像墨水1般的液

美国南卡罗来纳州罗克希尔街上的1个商业园区内的1座低层建筑内,展现着1副未来工厂情形图。几10台江西工作服采购机器正在隆隆地运转,透过玻璃控制室,两名人员正在通过电脑屏幕对机器进行监督。其中有些机器大小犹如1辆轿车,有些犹如1台微波炉,但所有的机器都有可以透视的窗口。1台机器在生产珠宝,其他有些在生产电钻机的塑料夹子、汽车仪表盘、扑朔迷离的使用护理工作服的原则灯罩和定制式假肢。有1台机器乃至正在生产如其本身1样的机器所用零件。

这是3D系统公司的总部,是由查克.赫尔( Chuck Hull)成立的公司,他在1986年的1项专利中描写了他发明的1项被称作“立体光刻”的3维实体系统。该系统通过1束紫外线光作用使像墨水1般的液体塑料薄层凝固,可以添加更多的液体塑料重复此进程。其他情势的3D打印术也出现了,但都是以叠加工艺的方式运作,1层1层地构建实体。

起初3D打印技术被认为是1种制作1次性样品的1种方式,但随着该技术的发展,更多的东西被作为成品打印出来(即人们熟知的叠加式制造技术)。特里.沃勒斯(Terry Wohlers)经营着该领域的1家研究公司,根据他的信息,目前成品打印费用约占总打印费用的28%。他预言这1比例将在2016年超过50%,在2020年超过80%。但他认为,不可能会到达100%,由于快速而经济定做西装公司的样品制造技术将仍然是混ddl?服装店女性春夏工作服?????????合技术中的1个重要部份。

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1次性样品的生产本钱可能高得惊人,而3D打印机可将本钱大幅下降。现在很多生活消费品、机械零件、鞋子和建筑模型在继续进行投产之前,都以3D打印情势出现,供工程师、设计师和客户评估。任何变动可以在几小时或1个晚上的时间内快速被重新打印,东芝电梯工作服套装但1种新样品进人机械商店要花上几个dye300?????????星期的时间。有些设计人员已使用塑料和尼龙材料打印出现成的鞋子和衣服。荷兰的时装设计师伊里斯.凡.赫本(Iris van Herpen)已制作出使人叹为观止的3D系列衣饰,走上秀台。还没有有人可以打印皮质材料,但他们依然在研究中。

由于在叠加式制造?????????????技术中很少有范围性经济,该技术最理想的是利用在低量生产领域。但也允许成品部件的大范围定制化。已有很多牙冠和助听器外壳都是用独立的3D打印机生产的。

摆脱传统工艺的限制,叠加式制造技术可以帮助设计人员经济实惠地将之前被认为太过复杂的物品生产出来。这多是出于美学方面的缘由,但工程人员也发现了实际利用的地方。例如,液体在圆形槽内比在锋利边角周围的活动速度更快,以传统方法很难在1个固体金属结构中设计出圆形槽,但是对3D打印机来讲轻而易举。3T RPD,1家提供添加材料制造服务的英国公司,打印出用于赛车的齿形箱,带有液压用油光滑内部通道,替换了钻出型直角弯管。据该公司总裁伊恩.韩礼德(Ian Halliday)介绍,该箱子不但实现了齿轮速度变化更快,同时也将重量减轻了30%。基于类似原理,1架波音F⑴8战役机包括了很多打印部件,如透风管。

重量减轻是3D打印部件的1部份吸引力所在。物体1层层叠加,仅用足够的材料来实现部件的运作是可能的。用传统工艺进行建筑物构造,需要添加翼缘和支架,才可以利用机械工具对物体进行处理、打磨、建模,为待铆接或焊接的部件表面做好准备。3D打印机可能对物品作为整体进行打印,不需要组装。它乃至可以1次性制作出带有可活动部件的机器。

大大节俭材料本钱后,有些产业前景可观。在航空航天工业领域的金属部件通常是从高本钱的固体钦加工而成。这可能意味着90%的材料都被切除掉,剩余的金属切削物对飞行器的制作是毫无利用价值的。但是,钦粉末可用于打印飞行器门的支架、卫星部件等类似物。据欧洲宇航防务团体( EADS )研究人员提供的信息,这些打印出的部件与1个加工出来的部件1样经久耐用,但只使用了原材料的10%,欧洲宇航防务团体是空中空客(Airbus)的母公司。

利用强大的计算机软件技术生产高度复杂的设计图,借助3D打印技术将设计图转化为实物,正在创造1种新的设计语言。3D印制????????′??????品通常看起来生动自然。比利时Materialise公司的副总裁维姆.麦启(Wim Michiels)说:“大自然已有1些非常有效的设计,对其进行摹拟是很好的1个主张,这家比利时公司使用叠加式制造技术来生产1系列产品,包括医疗装备。例如,将1个精致的晶格状天然骨骼内部结构整合到1种金属植人体中,制作出的产品相比加工过的骨骼更轻,优势不会逊色,可更轻易地与病人本身的骨骼融会,也可精确制作出符合病人目标的产品。去年,在荷兰就有外科医生为1名得了慢性骨骼感染病的女士印制出1种全新的钦领制品。

很多公司现在正在思考叠加式制造技术将会对他们的产业带来怎样的影响。美国通用电气就是1个例子,该公司正在探索如何将3D打印技术利用到其所有运营活动中。已有1种产品正在酝酿中,即,小型超声扫描仪????????????????。这类扫描仪被医生用来制作人体内部特点成像,如胎儿。成像控制器的尺寸、重量和本钱都缩减了蛋糕店冬季工作服图片,但放置于人体上的换能器探针仍然没有得到很大改观,而换能器探针的本钱是该系统最贵的1部份。探针将高频声波的脉冲波进行传输,并接收反馈信号,利用回声来产生图片。它包括1种微型压电结构,该结构需要对1种易碎陶瓷材料块进行煞费苦心的微加工才能得到。

目前通用电气公司已开发出1种叠加系统来打印传感器。这将极大下降生产本钱,并促进全新而低本钱的便携式扫描仪的诞生,不但可用于医疗,也可用于检测重要的航空结构和工业制品结构的缺点问题。

跟随复制

这1项技术可以走多远?美国通用电气全球研发部的爱德奇先生(Mr Idelchik)高瞻远瞩:“终有那末1天,我们会‘打印’出1种引擎。”但很多制造商,如通用和劳斯莱斯,认为会出现1种混合打印系统。系统可以生成1种型号的轮廓,节俭材料,加工精确。

复制器,由英国的赛宝曼科技公司(Cybaman Technologies)制作的1种机器人快速制造系统已完成。其大小相当于1个大冰箱,可以实现去除材料加工,也可实现添加材料加工。使用1种基于激光技术的沉积系统来塑造1种基本形状,由加工完成。恰如其名,该复制器也能够对放置在其内部的物体进行数字扫描,实现反向工程,产生1个精确副本建立所需的数据。

复制器接近现有技术,几近可以到达科幻小说中描写的传送器水平。它可以扫描位于1个地点的物品,并告知位于世界另外一真个另外一个物品怎样建立1个复制品。也就是说,例如,可以在不用运输任何东西的情况下在远处实现紧急备品的制作。通过对1个被破坏的物品进行扫描,对其进行虚拟修复,然后打印出1个全新产品,乃至不可用的部件也能够得到复制。但条件是不可得的部件和产品的数字图书馆可以在线显现。正如由于电子书的出现可能永久不会排除打印技术,零部件随时可以取得。服务技工在其货车上配有3D打印机,或5金工具店中提供有部件打印服务。

3D打印机在偏僻地区也是作用颇大的。约翰内斯堡附近的瓦尔理工大学(Vaal Unive?????????????????rsity of Technology)的迪恩.德贝尔(Deon de Beer)正在从事1项被称作创意产品实验室(Idea 2 Product Lab)的项目研究,使用低本钱的3D打印机进行培训并激起学生对设计和制造的兴趣。当1家类似实验室在该院分校之1所在地—北开普敦郊区的阿普顿建立之时,团队成员发现他们缺少1种特殊型号的扁平扳手。他们并没有为将要寄过来的工具等待多日,却打印出了一样的产品并完成了工作。

德贝尔说,可以替换扳手的是,本该有1种小型塑料部件,也许可以固紧当地1家医院内装备的零件,或修理1种农用机械。他相信3D打印机可以“造就1类新型机械工程师”,特别是在农村地区。

有些人已有家用3D打印机。沃勒思说,工业3D打印系统起步价约为15 000美元,可以高到100万美元。但本钱更低的台式机械正在造就1个全新的市场。市场参与者包括了业余爱好者、修理东西的热中者、修补工匠、发明人员、研究人员和企业家。有些3D打印系统可以成套配置,使用开放资源软件。但3D打印机的大生产商也进人了市场。

用于生产大量样品机械和工业机械的3D打印系统正在引领1种小型3D打印机消费市场,这类小型3D打印机被称作酷比(Cube),可制作玩具、棋子和装潢品等类似物。1种被称作“酷比化”( Cubify)的在线平台正在被开发,它为大量用户提供服务。价位1 299美元的酷比墨盒薄层材料实现了打印,就像固化硬塑料。大概3.5美元本钱的材料生产的部件可达5.5英尺(140mm )。其质量还没有到达专业打印机的水平,但是对很多人来讲,够好了。高质量的创作品可上传到Cubify的在线打印服务栏。

3D系统公司的首席履行官说,新的范围不单单是关于打印东西,也关系到产品制作进程的简化,并让人们能够发挥网络优势,同享创意。“这是1场个性制造业革命,”他说。

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