3D打印技术将在制造业的发展中得到更多的应用和进步

作者:拉萨市机床维修   来源:拉萨机床厂   时间:2020-07-02 12:47

3D打印技术已经成为制造业未来增长的最重要趋势之一。随着产品精度的提高和成本的降低,3D打印技术在汽车、航空、医疗等行业得到了越来越多的应用和发展。我仍然记得在2014年芝加哥国际制造技术博览会(IMTS)上,有多少人的目光被3D打印组件组装的汽车吸引,这些组件在巨大的展品中脱颖而出。所有这些都归功于3D打印技术实现的功能、使用的机械和运动控制技术以及材料科学取得的进步。车身材料是碳纤维增强聚合物,而车轮和轮毂直接由金属材料印刷而成。整个过程耗时44小时,包括40个部分。打印完成后,第一辆3D打印车的试驾吸引了广大媒体的关注和报道。在2014年的IMTS展览会上,辛辛那提的大面积增强制造(BAAM)系统被用于生产3D打印。此后,随着工艺水平的不断增长和提高,3D打印已经成为制造业讨论的热门话题,吸引了工业设计师、制造制造商和工程教育者的关注。1.3D打印车微型车间在2014年的IMTS展览时代,辛辛那提的大面积增量制造(BAAM)系统主要用于生产3D打印车。近年来,他们向总部位于凤凰城的当地汽车设计公司出售了两套系统,用于生产“微型车间”。BAAM系统的工作规模可达2.4 6 2米。大型物料添加设备以底盘、驱动器和激光切割系统为基础。BAAM由直线电机驱动,挤压熔化的热塑性材料和逐层印刷组件。与现有加料设备相比,其速度可提高200-500倍,尺寸可提高10倍。在不足4000平方米的厂区内,当地汽车公司的“微型车间”可生产高速公路上的3D打印车、高速公路上的高档越野车和社区电动车,年生产能力可达250辆。客户可以参观微型车间,设计和购买汽车,然后在现场“打印”它们。当地的汽车公司计划在不到十年的时间里在世界上建立100个这样的“微型工厂”。2.航空和医疗财产的3D打印根据IDTechEx的声明,金属行业的3D打印市场增长最快,销售额增长达到50%,材料销售额增长超过30%。在高价值和低产量的行业中,尤其是在航空航天和生物医学领域,有必要考虑如何快速制造不合标准的高精度零件和各种材料,这是当前丰富和利用3D打印技术的一个关键领域。因此,医疗行业和航空航天行业都在投资钴、镍和铝等合金,以提供可生产和印刷的多样化材料。近年来,通用航空集团和法国斯奈克玛公司向空中客车公司交付了第一台配备3D打印燃油喷嘴的LEAP皮带电机。据报道,通用电气已在阿拉巴马州投资5000万美元建造一座新工厂。它的主要任务是使用3D打印技术生产新一代LEAP喷气燃料喷嘴和具有战略思想的涡轮叶片。该策略中使用的燃料喷嘴由高温合金印刷而成,而叶片则由钕碳复合材料编织而成。这个想法是使用轻质耐热陶瓷基复合材料。这种方法的想法可能是减少碳排放和提高燃料效率。“越来越多的材料制造倾向于为更大尺寸的金属部件(如发电机涡轮叶片)提供制造可能性。这一趋势可以在IMTS的展览现场清楚地看到。”AMT副总裁彼得伊尔曼说。2016年美国芝加哥国际制造展(IMTS)的AMT新兴技术中心设立了一个专门用于添加材料的展示区。共有19家企业提供了添加金属、塑料和其他材料的解决方案。在医疗行业,3D打印用于静态应用,例如整形外科植入物。它们也被用来打印牙齿、骨骼、复杂结构,甚至用来教授人类心脏模型。该模型旨在提供CT扫描无法提供的信息,并帮助医生为复杂的外科手术做准备。 在教学方面,他们也展示了自己的才能,也许给医生提供了具体的工作和实验,而不仅仅是抽象的概念。西蒙说:“想象一下,触摸一个机器人,就能玩,响应指令,甚至自拍。”。在美国新泽西州的自由科学中心,任何人都可以通过一个叫莎拉的机器人做以上的事情,甚至更多。莎拉是一个3D打印的机器人。它有一个完整的人体上半身,可以互动。新泽西州霍博肯市史蒂文斯理工学院的学生开发了这种机器人,它可以移动、扭动、举起手臂、捡起物体和放置手指。LSC总裁兼首席执行官保罗霍夫曼说:“我们的许多客人都是初中和高中学生,他们的年龄与斯蒂文斯大学的学生没什么不同。这对于我们来说尤其令人兴奋,并激励我们的客户在今年的第一年与社区中的史蒂文斯团队分享他们令人震惊的作品。”基于法国设计师盖尔朗之万(Gael Langevin)的工作和他的InMoov开源项目,SARA机器人是通过竞争机器辅助设计(CAD)来设计的。它由大约100个部分组成,包括关节、“骨头”和其他用聚氯乙烯塑料印刷的机械部分。史蒂文斯原型实验室主任基肖尔波齐拉朱教授与自由科学中心合作组织了这次展览,吸引了大量年轻的老年人参观该中心。“我们非常高兴,可以向观众展示史蒂文斯学生的智慧和智慧,这是一个有趣的应用,与我们自己的工艺相结合。”Pochiraju说,“我们希望它能吸引一些年轻人参观科学中心,让他们对科学和工程教育感兴趣。”在新泽西自由科学中心,举办了一个名为莎拉的机器人展览。这些机器人是由新泽西州霍博肯的史蒂文斯理工学院制造的。随着3拉萨机床学徒3D打印,3D打印的前景变得越来越经济。制造业也越来越喜欢3D打印的潜在商业利益。2016年5月18日,西门子宣布与惠普建立了主要合作伙伴关系。两家公司将共同努力,鼓励将3D打印从原型应用到可用于全面生产的可行性研究。前一天,惠普正式推出了备受期待的3D打印解决方案,区别在于惠普Jet Fusion 3D 3200和惠普Jet Fusion 3D 4200。据报道,这两种产品在体素的基础上实现了精度、细节和热力学控制。3D打印速度提高了十倍,同时每个打印对象的成本降低到最低,材料的可重用性大大提高。4200家中型企业将具备更高水平的制造能力,能够满足从原型到短期制造的需求,甚至满足当天交付的业务需求。西门子的3D打印软件可以在惠普新的Jet Fusion 3D打印机上实现各种材料和颜色的3D打印。否则,西门子开发的软件可能会最大限度地提高惠普3D打印机的成型精度。其软件可以掌握打印,并将对打印对象颜色和材质的掌握扩展到体素层次。这些优势,以及惠普3D打印机更快的速度和更低的打印成本,将使3D打印成为最终产品制造和研发的一个非常好的选择。“3D打印正在给制造业带来一场工业革命。企业可以利用3D打印来实现创意和特殊产品的开发。”西门子PLM软件公司总裁兼首席执行官查克格莱斯塔夫说。工业添加材料的制造技术必须具有降低成本和复杂性、保持较高的产品不变性的特点,才能超越目前细分制造方式的现状,在大范围内成为流行的制造应用。以金属3D打印为例,打印后的零件不仅需要进行大量的后处理,还需要进行测试,以确保没有缺陷或错误,并避免在使用时出现问题。为了更有效地解决上述问题,金属添加剂制造公司Sciaky开发了一种称为夹层实时成像和传感系统(IRISS)的金属3D打印技术。 IRISS可以为大型3D打印组件的形状、机械功能、微观结构和金属化学成分提供一致的过程监控。该技术可以实时监控金属沉积过程,并实时调整工艺参数,以填补整个印刷过程中的波动,从而减少制造后的检测时间,并通过实时印刷调整提高最终产品的质量。IRISS技术将使EBAM用户在印刷大尺寸金属零件的过程中能够可靠地掌握几何形状、机械功能、微结构构造和金属化学。“增量制造已经成为未来制造业增长的最重要趋势之一。虽然技术还没有完全成熟,但是发展很快。如果你忽视3D打印,你可能犯了一个大错误。”全球商业咨询公司的创始人大卫伯恩斯说。例如,伯恩斯引用3D打印作为航空部件的全新设计,3D打印将每个部件的重量从7磅减少到2磅,并提供更好的机械功能。每个组件节省5磅可能意味着航空公司每年节省数百万美元的燃料成本。在另一个例子中,3D打印可以在用于注射成型部件的物体中集成共形冷却通道。新设计缩短了周期时间,降低了与变形相关的废品率,并可将生产率提高20%至70%。此外,3D打印使设计团队能够将18个零件组合成一个组件,减轻了25%的重量,最重要的是减少了维护问题。“将3D打印的设计理念融入工业应用需要完全不同的风格。你需要拓展你的思维,充分发挥3D打印的威力。”伯恩斯说,“成本节约和生产率提高将来自你从未想象过的风格。”