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挑戰傳統制造?3D打印憑什么?
來源: | 作者:pmo33de7c | 發布時間: 2019-06-14 | 309 次瀏覽 | 分享到:


3D打印對制造業產生了重大影響,此長彼消,3D打印的大跨步必然是傳統制造中存在的弱點給3D打印提供了擴張的機會,這點我們也許可以從傳統制造業如何運作中一窺端倪!


傳統制造業是如何運作的?

1、傳統工藝:從設計師到制造商

如何將一個想法變成現實?幾十年來,這一直是一個古老的故事。工程師設計零件并決定其形狀、材料和其他因素,就這樣,一個基本的原型就可以被制造。但是,當涉及到制造最終用途的零件時,工程師必須找到一個制造商能夠使零件達到專業標準和規模。零件可以在任何地方設計,但是制造這些零件需要大量的機器。

根據所制造的零件,制造商可以使用任意數量的制造工藝來制造。它們可以使用機械加工,其中一大塊金屬被切割成所需的尺寸和形狀;它們可以將金屬片彎曲和壓印成一種新的形狀;它們可以使用鑄模或工具從液體塑料中制造大量零件。

像這樣的傳統制造工藝是非常有用的,并將繼續使用多年。然而,他們也有自己的缺點。

2、傳統制造業的弱點:

1)廢料;

2)附加設備;

3)熟練勞動力。

傳統制造技術中最常見的一種是“減法制造”。這個術語是用來描述那些將一大塊不成形的材料切割成所需形狀的過程。最常見的減法制造形式是數控加工。但是,雖然減法制造對于高質量材料的加工是很好的,但它并不總是有效的。這是因為用減法工序制造零件必然產生多余的材料:起始塊或“工件”必須大于最后一部分,因為工具最終會將其切割成符合尺寸的零件,所有被切下來的東西都變成了廢物。

此外,傳統的制造工藝往往需要額外的設備。鑄造過程需要一些東西,如模具和模具,這需要時間和金錢來制造,但當工作完成或達到壽命時,它們最終會被丟棄。

最后,實際安裝和操作這些傳統的制造系統是一個小問題。傳統的機器通常占用很大的占地面積,這就產生了對大工廠空間的需求,而這是需要花費大量的資金來租賃或購買的。雖然有些過程(例如數控加工)是由計算機控制的,但許多過程需要熟練的機械師手工操作。所有這些問題都成了企業進入傳統制造業的阻礙。

我們再來看看,3D打印是如何出現?為什么會出現的?

在20世紀80年代,發生了一件將永遠改變制造業的事情。來自科羅拉多州的工程師和物理學家Chuck Hull發明了一種利用激光將感光樹脂轉化為固體形狀的系統。他系統的關鍵要素:一個移動的平臺,使樹脂固化在“層”,允許創建三維形狀組成的單個2D切片。他將他的系統稱為“立體印刷”,并建立了3D Systems——一家世界領先的3D打印公司。

雖然Chuck Hull在桌面涂料的特定領域工作時創造了立體光刻,但他很快就意識到了他創造的巨大潛力。使用不同的材料,該工藝可適用于各種應用。不久之后,選擇性激光燒結和熔融沉積模型等不同的逐層過程開始出現,大大拓寬了后來被稱為“3D打印”的范疇。

“加性制造”技術經過二十多年的發展和改造,但直到21世紀末,3D打印才在世界范圍內廣為人知。這在很大程度上要歸功于面向消費者的入門級機器的發展。由于這些機器的成本僅為幾千美元,因此更大的人群可以獲得該技術,從而可以更加兼顧3D打印的使用。

3D打印機的最大優勢之一是什么?它們幾乎可以在任何地方建立,而且相對容易操作,這樣,小企業就可以開始打印產品,而不需要專門的制造商來幫助它們。與此同時,大型制造商開始廣泛實施高端打印機,利用它們來制造原型和專業零件。

3D打印是如何影響當今世界的?

1、多種應用

雖然立體印刷仍然被廣泛使用,但3D打印現在包含了更廣泛的技術,可以用來打印塑料、金屬和其他材料。技術和價格的絕對范圍意味著3D打印現在被廣泛應用于各種行業,包括汽車、航空航天、醫療保健、消費品、設計和時尚等。

2、3D打印如何改變制造業

3D打印在許多方面影響了制造業。例如,從工程的角度來看,它為構建物理對象提供了一種全新的方法:分層、自下而上的方法允許3D打印機創建具有獨特幾何圖形和復雜內部結構的部件。某些機器允許一次打印材料的組合,而該過程的“加法”性質解決了與減法制造相關的廢物問題。

但是3D打印對制造業最大的影響可能是它打破了進入壁壘的方式。許多3D打印機占用的空間很小,不需要更多的設備,而且幾乎是自主操作的。通過這種方式,他們有效地實現了制造過程的民主化,允許任何人在沒有重大投資或機械加工技能的情況下開始制造零件。

傳統的制造工藝不太可能在短期內消失,但是3D打印已經創造了一種全新的制造思維。

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