通過(guò)特殊的打印機(jī)將一把立體的小提琴或一個(gè)生物肝臟打印出來(lái)，并且還能夠使用……看起來(lái)似乎不可思議，但在現(xiàn)實(shí)中這一切不僅可以實(shí)現(xiàn)，而且還能在小范圍內(nèi)定制生產(chǎn)。這就是當(dāng)前業(yè)界熱烈討論的3d打印技術(shù)。
3d打印 從模型到成品
3d打印技術(shù)在上世紀(jì)90年代就由美國(guó)科學(xué)家發(fā)明，但是普遍得到關(guān)注和實(shí)踐是近兩年的事情。
3d打印技術(shù)又稱三維打印技術(shù)，主要是由cad(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))數(shù)據(jù)通過(guò)成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物。它通過(guò)對(duì)電腦中三維軟件的識(shí)別，進(jìn)行stl(三角網(wǎng)格格式)轉(zhuǎn)換，再結(jié)合切層軟件確定擺放方位和切層路徑，并進(jìn)行切層工作和相關(guān)支撐材料的構(gòu)造。最后3d打印機(jī)使用噴頭將固態(tài)的線型成型材料加熱成半熔融狀態(tài)之后擠出來(lái)，和支撐材料自下而上，一層一層地構(gòu)鑄成最終實(shí)體。簡(jiǎn)單地說(shuō)，可以理解為軟件把物體分成若干個(gè)橫截面，而三維打印機(jī)將這些橫截面一層一層地沉淀、堆積，最終形成所需要的實(shí)體。
3d打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把打印材料一層一層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這一技術(shù)與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同，起先主要是供工程師們快速而廉價(jià)地制造產(chǎn)品模型，但現(xiàn)在，隨著3d打印機(jī)的處理能力不斷提升，它開始在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。人們用它來(lái)制造服裝、汽車、巧克力甜品等。
例如，如果用3d打印機(jī)來(lái)打印機(jī)械裝配圖，打印出的齒輪、軸承、拉桿等都可以正?；顒?dòng)，而腔體、溝槽等形態(tài)特征位置準(zhǔn)確，甚至可以滿足裝配要求，打印出的實(shí)體還可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。同時(shí)粉末材料不限于砂型材料，還有彈性伸縮、高性能復(fù)合、熔模鑄造等其他材料。
沃勒斯同仁咨詢公司總裁特里·沃勒斯說(shuō)，3d打印產(chǎn)品和服務(wù)去年的銷售額是17億美元，而零部件生產(chǎn)占到近1/4。到2019年，該行業(yè)的收入將達(dá)69億美元，其中零部件制造預(yù)計(jì)將占80%。
3d打印 先進(jìn)制造方式的變革
3d打印被認(rèn)為是先進(jìn)制造技術(shù)和生產(chǎn)方式變革的產(chǎn)物?！督?jīng)濟(jì)學(xué)家》編輯保羅·麥基里認(rèn)為，智能軟件、新材料、機(jī)器人、新制造方法(例如3d打印)及基于網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)服務(wù)模式這5大要素正共同推動(dòng)制造業(yè)向數(shù)字化方向發(fā)展，即我們正在經(jīng)歷的第三次工業(yè)革命。
工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)蘇波認(rèn)為，3d打印將使我國(guó)甚至全球的制造工藝、制造模式產(chǎn)生革命性變化。傳統(tǒng)的制造工藝是對(duì)原材料進(jìn)行剪裁、拼接后連接而成，而3d打印是通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，一層一層堆積材料把產(chǎn)品做出來(lái)。
同時(shí)節(jié)省材料和加工時(shí)間。從制造模式上看，過(guò)去是生產(chǎn)線規(guī)?；a(chǎn)，今后則可能更多的是個(gè)性化的定制生產(chǎn)，產(chǎn)品上市時(shí)間縮短，同時(shí)不再需要庫(kù)存大量零部件，也不需要大量生產(chǎn)。
3d打印的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在無(wú)需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，大幅減少材料浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。而且它還可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無(wú)法制造的外形。