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3D打印技术能否融入机床仍值得思考

导读: 若能将3D打印技术融合到数控机床等机械设备中,将为模具加工、金属加工、成品制造、高精密打制等实现快速复制和完工,高精高效地为机械制造领域服务。

  目前,3D打印技术成为热门搜索词汇,在机床行业中虽未普及,却已带来“最强音”。若能将3D打印技术融合到数控机床等机械设备中,将为模具加工、金属加工、成品制造、高精密打制等实现快速复制和完工,高精高效地为机械制造领域服务。3D打印技术应用在机床领域的状况如何?3D打印技术对未来机床行业有何影响?本文将为您揭晓。

  “3D打印技术”成关注焦点

  最近上映的一部电影《十二生肖》中,3D打印机以神奇快速仿制产品而广受关注。

  成龙的这部电影中“3D打印”有两个过程,第一是扫描,用手套就扫描了这个物件,另外一块是打印出来,但是在成龙电影里面3D打印出这样一个器件是实时的。基本上那边磨完,这边打印出来了。但这个过程现实上是很漫长的,像他这样高25到30厘米的一个产品的话估计得做个七个小时到八个小时。

  再如电影《碟中谍4》中,为阻止冷艳女杀手与恐怖分子的密码交易,特工伊森使了一计“瞒天过海”。他计划用“面具制造机”一台能够在短时间内通过三维建模从而完整“打印”出他人容貌的机器,制作出女杀手的面具。尽管这一计划因不小心碰翻了打印机而落空,不过此前,面具制造机打印出的立体面具还是帮助伊森成功潜入了克里姆林宫,混过了卫兵的搜查。

  据了解,3D打印机是一个名叫恩里克·迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机,不仅可以打印出一栋完美的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。3D打印,3D打印又称为三围打印,快速成形技术的一种,是运用粉末状的金属或者是塑料等可黏合的材料,通过一层又一层的多层打印方式构造零对象,模具的制造工业设计用于建造模型,现在正在发展成为一种产品的制造,形成直接数字化的制造。理论上,只要电脑可以设计出的造型,3D打印机都可以打印出来。

  “3D”打印并不是一个新概念。1995年MIT创造了“3D打印”这个名词,随后3D打印便开始在实验室萌芽。逐渐地,3D技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业,被应用在更广泛的领域。

  真正的3D打印发源于军方的“快速成型”技术,是一种由CAD(计算机辅助设计)通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。

  “快速成型首先是将实际物体的3D数据沿某一坐标轴进行分层处理,也就是将3D物体进行虚拟化切片,得到无数个二维界面,由此形成每层截面的二维截面数据。”郭峤介绍,“之后,再按照特定成形方法和技术每次只加工一个截面,这一过程反复进行,直到所有的截面加工完生成实体原型。”

  3D打印真正融入机床之路依然漫长

  机床是制造业的母机,若3D打印技术能融入机床领域,无疑是如虎添翼。不仅使生产制造效率提高,而且可以完成许多制造难题。机床中的专用机床,会根据客户要求,而定制功能,但功能并不够强大,可能还未达到随心所欲地设计制造。但若,3D打印的引入,必将带动“人人买机床,人人来加工”的局面,使机床行业在普及与应用度上均大大提升。

  相比传统制造工艺,3D打印有两大优点:一是节省原材料和人工,它的用料只有原来的1/3到1/2,制造速度却快34倍。另外,3D打印机可以制作形态各异的各种物品。“理论上,只要电脑可以设计出的造型,3D打印机都可以打印出来。”

  但实际生活中,3D打印技术真能广泛应用于机床行业吗?答案是,路还很长。

  随着应用的广泛和技术的成熟,让梦想照进现实的3D打印技术,是完全取代传统减材制造方式,还是成为传统制造业技术的一种重要补充?华中科技大学王运赣教授认为,在未来制造业发展中,“减材制造法仍是主流”。

  “由于用于增材制造的材料研发难度大等原因,导致3D打印制造成本较高,一般达到每克10-100元;制造效率不高,尤其在金属材料成形方面,大约每小时100-3000克。”西安交通大学卢秉恒院士指出,目前增材制造技术在我国主要应用于产品研发,且制造成本高,制造效率低,制造精度尚不能令人满意。

  据了解,3D打印技术在我国工业零部件制造方面得到一定应用,但尚未进入大规模工业应用,其工艺与装备,以及在航空航天、医疗等领域的应用都有待进一步开发。就目前的形势来看,3D打印技术并不具备取代传统制造业的条件,在大批量制造等方面,高效低成本的传统减材制造法更胜一筹。

  可见现在似乎3D打印还遇到了一些瓶颈,比如说它的技术难度比较高,打印的成本比较高等一系列的问题。但3D技术的出现,为高精密机床在未来发展中指点迷津,真正的好机床,恐怕是客户想造什么,就能造什么的数控化极高,效率极高的机器,而且价格适中,便于运输,集各种优点于一身。总之,机床制造,需要面向市场,面向未来!
 

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