2012 年4 月21 日,美国《经济学家》杂志大篇幅刊载了关于数字制造和3D 打印文章,将其誉为“第三次工业革命”的引领技术。获此美誉,绝非偶然。作为一种全新的制造方式,3D 打印的确正在给传统的制造工业带来深远的影响。
相对于传统的机械加工,3D打印具有以下突出特点:1)产品形状结构的设计自由度大幅提高,并且形状复杂度的提高几乎不会带来额外制造成本;2)制造流程简化,制造的数字化程度和设备的通用性水平进一步上升;3)原材料利用率提高,生产废料减少。
基于这一技术的特点和延伸性优势。3D 打印已经逐渐被航天航空、汽车、工业模具制造、医学等众多领域所接受;此外,3D 打印设备在个人消费市场的增长也日渐强劲。近三年来,全球3D 打印行业的市场规模保持在25%-30%的平均增速,并有不断加速的趋势。
图表 4 3D打印技术与传统机械制造的比较
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3D打印技术 |
传统机械制造 |
基本技术 |
FDM,SLA,SLS,LOM,3DP |
削、钻、铣、磨、铸、锻 |
核心原理 |
分层制造、逐层叠加 |
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技术特点 |
“增”材制造 |
“减”材制造 |
适用场合 |
小批量、造型复杂;非功能性零部件 |
大规模、批量化;不受限 |
使用材料 |
塑料、光敏树脂、金属粉末等(受限) |
几乎所有材料 |
材料利用率 |
高,可超过95% |
相对低,有浪费 |
应用领域 |
模具、样件;桌面级玩具等 |
广泛不受限制 |
构件强度 |
有待提高 |
较好 |
产品周期 |
短 |
相对较长 |
智能化 |
容易实现 |
不容易 |