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制造業(yè)3D打印機(jī)應(yīng)用,從試制走向產(chǎn)品制造【4】

2014年06月11日08:24  來(lái)源:人民網(wǎng)

目前,3D打印機(jī)還主要是用來(lái)快速、低成本地制造試制品
原標(biāo)題:制造業(yè)3D打印機(jī)應(yīng)用,從試制走向產(chǎn)品制造

實(shí)力還不夠強(qiáng)大

除了直接成型之外,通過(guò)活用包括在內(nèi)的原型等模具,3D打印機(jī)作為制造裝置的可能性將大大得到拓展。但多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為,就目前而言,3D打印機(jī)的實(shí)力還不足以用來(lái)制造產(chǎn)品(圖5)。必須要解決的課題還有不少。

圖5:詢問(wèn)技術(shù)人員“3D打印機(jī)有沒(méi)有足夠的實(shí)力制造產(chǎn)品和部件”的結(jié)果。共得到了379份回答。

代表性課題有:①可以使用的材料種類有限;②成品的物理性質(zhì)(如機(jī)械強(qiáng)度等)還達(dá)不到要求;③精度不夠。目前的情況是,3D打印機(jī)是從這些課題攻克的部分開(kāi)始,逐步開(kāi)始在作制造裝置之用的嘗試。

比方說(shuō),樹(shù)脂類材料基本上局限于熱可塑性樹(shù)脂或是光硬化性樹(shù)脂。熱可塑性樹(shù)脂中,ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹(shù)脂)、PLA(聚乳酸)得到了低價(jià)位產(chǎn)品的廣泛采用,在面向高功能產(chǎn)品的領(lǐng)域,PC(聚碳酸酯)、PPSF(聚亞苯基砜)等高強(qiáng)度、高耐熱性樹(shù)脂也已經(jīng)粉墨登場(chǎng)。其中還不乏接受了飛機(jī)部件和醫(yī)療等認(rèn)證的材料。纖維強(qiáng)化樹(shù)脂(FRP)類材料也在開(kāi)發(fā)之中。現(xiàn)在,雖然壽命有限,但利用3D打印機(jī)已經(jīng)可以制作注塑成型模具,從而推動(dòng)了上述樹(shù)脂的進(jìn)化。

其實(shí),3D打印機(jī)可以使用的材料的種類還并不足夠。雖然出現(xiàn)了物理性質(zhì)接近橡膠的成型材料,但其質(zhì)地并非橡膠,因此存在彈性極限低、易發(fā)生斷裂的課題。光硬化性樹(shù)脂中雖然有透明、耐熱的材料,但熱可塑性樹(shù)脂還達(dá)不到這樣的水平。就連ABS的物理性質(zhì)也不是與注塑成型使用的材料完全相同,這一點(diǎn)需要提起注意。

反觀在結(jié)構(gòu)材料等領(lǐng)域需求較高的金屬3D打印機(jī),借助粉末材料品質(zhì)的提高、以及直接燒結(jié)技術(shù)等進(jìn)化,材質(zhì)(純度)和密度近年來(lái)突飛猛進(jìn)�!敖鼛啄赀M(jìn)展卓著”(近畿大學(xué)教授、工學(xué)部長(zhǎng)京極秀樹(shù))。在歐美,金屬3D打印機(jī)已經(jīng)運(yùn)用到了航空航天領(lǐng)域,在日本國(guó)內(nèi),日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)也在研究利用其制作火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。

關(guān)于金屬粉末,現(xiàn)在,高耐熱合金、耐腐蝕合金等新合金的需求大,粒徑的微細(xì)化、粒徑分布優(yōu)化、添加防銹功能是亟待解決的課題。因?yàn)槌尚头椒ㄌ^(guò)新穎,不少用戶都擔(dān)心成型品的質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性出現(xiàn)問(wèn)題。

樹(shù)脂材料和金屬材料雖然都存在著不少的課題,但是,3D打印機(jī)市場(chǎng)在未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng),材料企業(yè)在今后估計(jì)也會(huì)增加對(duì)打印材料的涉足,擴(kuò)大開(kāi)發(fā)投資。使這些課題逐一得到解決。

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  2. (責(zé)編:劉戈、陳建軍)

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