• 资讯

探秘工业级3D打印机:打印精度高

2014-05-05 09:08:13

 

    吴柯萱:对于在大城市打拼的人来说,有一个质优价廉的安生之所是很多人的梦想。而最近英国的几位大学生共同设计了一款只有4.6平米的蜗居,以其成本的极低并且适合进行移动式的生活受到了广泛关注。但如此物美价廉的房屋,最特别之处不仅仅是因为它成本的价格,而是因为它是一个3D打印出来的房子。说起3D打印技术这个概念的诞生已经有些念头,但时至今日了解3D到底是什么的人其实还必不多。而随着近年来越来越夺人眼球的标题比如说打印肺、打印胃、打印奢侈手表甚至到打印房子,人们对3D打印技术的好奇心也越来越浓。

    有人说3D打印技术开启了第三次技术革命。也有人说这是一场不折不扣的概念炒作,而现实情况是3D打印技术在最近几年已经被广泛的应用于建筑、文化创意、工业等等领域。更被许多专家誉为是推动第三次工业革命的重要载体。那么3D打印技术目前有哪些技术突破,中国的3D打印又发展到了什么阶段呢,本期的特别视点我们就来一起了解一下3D下的真实世界。

    解说:眼前的这台机器看起来与普通打印机并无两样。如果不经介绍,你很难发展它就是一台3D打印机。而这台造价上百万人民币的3D打印机不仅能打印出医疗和工业模型,并且能保证其精准度范围在0.03毫米。深圳的赵博士研究3D打印技术已有多年,他告诉我们3D打印最简单的解释其实就是一种制造工艺,而且原理也并非大家想象的那么复杂。

    赵宇波(深圳创新设计研究元):它的原理其实非常简单,我们写字的时候是在二维的纸上打一层油墨,假如说这个油墨是有一定厚度一层一层的打起来的话,其实就变成了一个三维的字,或者三维的画。假如是一个三维的数字模型的话,那么它就一层一层自然就形成一个三维的东西。所以说把它理解成3D打印其实非常的形象。

    解说:其实简单来说,3D打印就是快速成型技术的一种。而业内称其为增材制造,与传统制造业通过切割打磨原料而最终成型不同,3D打印是从无到有的制作过程,几乎不产生任何废料。目前3D打印在磨具制造、工业设计等领域被广泛使用。而随着技术的发展,3D打印也逐渐被用于一些产品的直接制造。无所不能的3D打印技术已经在珠宝、建筑、工程、汽车、航天航空和医疗、产业等领域都有所应用。赵博士也介绍说经过几十年的技术革新,3D打印机的功能也有了很大的突破,目前他们所使用的两台工业打印机已经具备彩色打印和工业打印的技术水平,而打印的过程仅仅只有几个小时。

     赵宇波:我们看,现在它是先铺一层粉,铺完一层粉之后在这个上面有胶水,打一层胶水。这个胶水就根据模型横着的切片去抹胶水,抹完胶水之后再去铺一层粉,这样就把多余的粉再吹掉,这样实际上就剩下里就是一个一层一层起来的东西了。这个粉是石膏粉和胶这样粘结在一起,这个打印机的原理我们称之为一种叫工业级的3D打印机,工业级的意思就是说打印出来的东西可以直接作为工业的零部件来使用。

    解说:而跟传统工艺相比,3D打印到底有哪些颠覆。首先来说采用传统模式研发一个工业产品,仅开模就需要3个月,设计论证1个月,整个过程需要大半年,如果是小的企业可能需要一年以上。这种模式的经济开销也很大,仅开模费用动则一两万元,如果这些模型不合用,最终只能扔掉。如果采用3D打印技术研发人员只要在下班前设计好三维模型,并启动打印,第二天就可以得到一个完整的模型。无需开模就可以随时随地检验设计是否合理,大大节省了时间和成本,所以也不难理解为什么不少人认为3D打印的快捷模式将是工业上第三次技术革命。

    赵宇波:现在他们正在操作的实际上就是刚才这台工业打印机打印出来的一个蜗壳,这个蜗壳是用在呼吸机上,里边是风扇。现在我们看到的它的精度可以达到0.03毫米,并且在钉上螺丝以后可以直接作为这个零部件,做小批量的测试。

    解说:如同经济民航里的复印机,3D打印机不仅以革命性的方式改变制造业,也同时改变着我们的生活。最近十栋3D打印建筑在上海揭开神秘面纱,这些建筑的墙体是用建筑垃圾制成的特殊油墨。据介绍十栋小屋的建筑过程仅仅花费了24个小时。不仅是房子,这项技术挽救人们的生命也并非遥不可及。目前美国研究人员已使用3D打印机制造出心脏瓣膜,甚至是耳朵。迄今为止,美国的一所大学已经成功打印制造出心脏瓣膜和带有细胞的微型血管。科学家预测未来3到5年他们能够打印部分心脏,并组装完成一个完整的心脏组织,进而挽救人类的生命。

    吴柯萱:上世纪90时代初,中国就开始发展3D打印技术,但是由于这个技术的研究资源主要在学校,并没有打开产品市场。用过3D打印机或者见过3D打印产品的人就非常少。所以消费者对于3D打印的这个认识还停留在概念阶段。但是随着3D打印在文化创意、工业、生物、医学等等领域的应用,现在人们已经可以看到利用3D打印技术制造的吉他、台灯等等这些日常用品。跟生活越来越近的距离就使得3D打印变得不再是模糊的概念,这也成为了不少商家跃跃欲试的新兴行业。

但是不少业内人士也表示3D打印技术存在的意义并不是什么都能够做,而是实现那些传统制造业不能够做,或者很难做的领域,甚至是一些个性化强,设计复杂的产品。比如说在军事工业领域,要制造F-16战斗机的某一个零件,用传统的制造技术切割打磨可能就需要成吨的原材料。而如果用这个3D打印技术只需要几百公斤,这不仅大大节省了材料,也压缩了成本。也难怪有人说,3D打印的发展将会彻底的改变传统制造业。

    解说:随着人们对3D打印的兴趣逐渐增加,3D打印产业也得到空前的发展。根据相关机构预测,到了2018年全球家用3D打印机的销售量将超过100万台,2014年全球3D打印市场交易额将从去年的25亿美元增长到38亿美元。到了2018年这一数字将激增至162亿美元。

    赵宇波:中国整个3D打印的发展其实跟世界应该说差不多是同步的,但是比较多的是在我们的军工和航空航天领域,并且以科研项目的这种成分更多一些,而且都是一些定制化的这种大型的或者是特殊的3D打印机出现在一些工业应用里边。但是我们国家做的跟国外相比相对落后一点就是3D打印机的产业化方面。也就是说针对一些能够批量化生产的3D打印机。

    解说:同时,不少专家也表示,材料也是制约3D打印技术目前不能大规模发展的主要原因。

    赵宇波:而且目前还没有突破的就是说3D打印用的还是传统的我们见到的各种材料,金属以及塑料。这些材料它的本质的工艺没有突破的话,或者说它的生物、物理、化学各种属性没有变化的话,它也制约着3D打印不能够被批量化的应用在工业当中。

    解说:除了工艺上的使用,不少专家认为3D打印机进入家庭将是未来的发展趋势,而在深圳的一场3D打印技术展会上,我们也看到了3D打印在家庭的应用,3D相片的冲洗。

    傅孟雄(3D企业参展商):这个是3D的照相机,这有三个镜头,左中右,就是同步的将一个图像能够拍好。拍好了之后这个图像就是怎么显示呢,这个方法就是做这个3D的照片,这个一次性的。这个相机现在成本是比较高一点的,将来经过普及了之后我相信会将零售价会降低很多。

    解说:从照相到冲洗,短短几分钟你就可以拿到属于自己私人定制的3D相片。这种便捷化的人性服务,也让我们感觉3D(00:34:03)真的不再遥远。但不少专家也认为,家庭的小的3D打印机在精准方面做的并不完善,未来3D打印可能会走复印机的模式,在城市中形成多个打印中心。

    吴柯萱:3D打印机厂家不断推出的新花样让小型的3D打印机的销售显得是异常火爆。时尚的年轻潮人们争先购买,而3D打印机的价格也从最初的上万元大幅降到了几千元。最新推出的一款白菜价的3D打印机甚至还不到一千块钱人民币。虽然销售市场的温度是不断攀升,但是不少业内人士也表示,小型桌面3D打印机的成品率较低,也就是说打印出来的产品并不能保证时百分之百的成功。而目前打印材料不光是种类少,价格也相对较贵,这就使得打印出来的物品成本是居高不下。

    同时行业专家也表示随着3D打印技术的发展,人们的生活会产生一种新的模式,那就是及时制造,按需制造。比如说你在安装一个设备的时候,突然发现少了一颗螺丝钉,有了3D打印机之后你完全可以在家里面打印出一颗来。未来每个人都可以拥有自己的3D打印机,并按照需要制造属于自己的私人定制的东西。获许有一天3D打印机会像冰箱、微波炉一样成为千家万户必备的家用电器。

 

文章来源:凤凰网

分享到:

用户最新评论

已经有0评论,点击查看全部评论

我来说两句

我的态度:
点击图片换一个验证码