甘肅北方技工學(xué)校：3D打印的特點和優(yōu)勢？

發(fā)布時間:2018-11-22 01:22:02

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甘肅北方技工學(xué)校：3D打印的特點和優(yōu)勢？

甘肅北方技工學(xué)校開設(shè)的3D打印專業(yè)有什么特點和優(yōu)勢？

3D打印應(yīng)用非常廣泛

3D打印可以打印許多材料、任意復(fù)雜形狀、任意批量，可以應(yīng)用于各工業(yè)和生活領(lǐng)域，可以在車間、辦公室及家里實現(xiàn)制造。在理論上，3D打印無處不在，無所不能。但許多材料的打印、工藝的成熟度、打印成本、效率等尚不盡如人意，需要多學(xué)科交叉的創(chuàng)新研究，使之更好、更快、更廉價。

3D打印支持產(chǎn)品快速開發(fā)

3D打印可以制造形狀復(fù)雜的零件，所想即所得。直接由設(shè)計數(shù)據(jù)驅(qū)動，不需要傳統(tǒng)制造必須的工裝夾具模具制造等生產(chǎn)準(zhǔn)備，編程簡單。在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計與設(shè)計驗證中，特別方便，可以使產(chǎn)品開發(fā)周期與費用至少降低為一半。3D打印已經(jīng)成為機(jī)電產(chǎn)品和裝備快速開發(fā)的利器。

3D打印是節(jié)材制造技術(shù)

航空航天等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件，傳統(tǒng)上往往采用切削加工，95%~97%的昂貴材料被切除。相比而言，3D打印僅在需要的地方堆積材料，材料利用率接近100%。3D打印大大節(jié)約了材料和制造成本。在航空航天裝備研發(fā)及制造中有極其重要的價值。

3D打印是個性化制造技術(shù)

3D打印可以快速、低成本實現(xiàn)單件制造，使單件制造的成本接近批量制造。因此，3D打印特別適合個性化醫(yī)療和高端醫(yī)療器械，如人工骨、手術(shù)模型、骨科導(dǎo)航模板等。3D打印還是再制造技術(shù)，可以用于修復(fù)磨損零部件的再制造，如飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片、軋鋼機(jī)軋輥等。它可以以極少的代價，獲得超值。所以，3D打印應(yīng)用在軍械、遠(yuǎn)洋輪、海洋鉆井平臺乃至空間站的現(xiàn)場制造上，都具有特殊的優(yōu)勢。

3D打印開拓創(chuàng)新設(shè)計的新空間

3D打印可以制造傳統(tǒng)制造技術(shù)無法實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，為設(shè)計創(chuàng)新提供了非常大的創(chuàng)新空間。可以將數(shù)十個、數(shù)百個甚至更多的零件組裝的產(chǎn)品一體化一次制造出來，大大簡化了制造工序，節(jié)約了制造和裝配成本。以3D打印新工藝的視角對產(chǎn)品、裝備再設(shè)計，可能是3D打印為制造業(yè)帶來的最大效益所在。值得注意的是，近兩年，3D打印已經(jīng)顯現(xiàn)出顛覆性變革。如GE公司做的飛機(jī)發(fā)動機(jī)的噴嘴，把20個零件做成了一個零件，成本材料大幅度減少，還節(jié)省燃油15%。這是一代發(fā)動機(jī)的概念。過去，每開發(fā)一代發(fā)動機(jī)要上億歐元，現(xiàn)在一個噴嘴就解決了。美國3D打印的概念飛機(jī)，重量可以減輕65%。

3D打印引領(lǐng)生產(chǎn)模式變革

以后，3D打印可能成為可穿戴電子、家居用品、文化產(chǎn)業(yè)、服裝設(shè)計等行業(yè)的個性化定制生產(chǎn)模式。一些專家甚至認(rèn)為，3D打印等數(shù)字化設(shè)計制造將引領(lǐng)生產(chǎn)從大批量制造走向個性化定制的第三次工業(yè)革命。

3D打印創(chuàng)客最喜歡的工具

美國GE公司在網(wǎng)上發(fā)布了一條消息，挑戰(zhàn)3D打印，將飛機(jī)的一個零部件讓創(chuàng)客設(shè)計。第一名只用了原始結(jié)構(gòu)的1/6的重量就完成了全部測試，而設(shè)計者是19歲的年輕人。3D打印展現(xiàn)了全民創(chuàng)新的通途。另外，互聯(lián)網(wǎng)+3D打印的制造模式也很值得關(guān)注：通過收集大眾的個性化需求，由創(chuàng)客完成設(shè)計，設(shè)計方案由3D打印件進(jìn)行驗證，再由虛擬制造組織生產(chǎn)，由物聯(lián)網(wǎng)來配送。美國眾創(chuàng)公司有15000名訪客、6000名創(chuàng)客。亞馬遜利用網(wǎng)絡(luò)銷售3D打印商品，營業(yè)額已達(dá)數(shù)十億美元，利潤30%。今后，對于我國而言，互聯(lián)網(wǎng)+3D打印很可能是推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的亮點。

3D打印有利于創(chuàng)材和創(chuàng)生

在創(chuàng)材方面，3D打印制造出了耐溫3315℃的高溫合金，用于龍飛船2號，大幅度增強(qiáng)了飛船推力。利用3D打印高能束的集中能量，以3D打印設(shè)備作為材料基因組計劃的研制驗證平臺，可以開發(fā)出超高強(qiáng)度、超高韌性、超高耐溫、超高耐磨的各種優(yōu)秀材料，增材制造變成為創(chuàng)材技術(shù)。在創(chuàng)生方面，3D打印應(yīng)用于組織支架制造、細(xì)胞打印等領(lǐng)域，實現(xiàn)了生物活性器官的制造，一定意義上在創(chuàng)造生命。3D打印可以為生命科學(xué)研究和人類健康服務(wù)。我剛才所講的3D打印支持產(chǎn)品快速開發(fā)、制造節(jié)材、個性化制造以及再制造等方面，目前已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用。今后，研究的重點是建立各類標(biāo)準(zhǔn)，使其能更廣泛地應(yīng)用，發(fā)揮更大的效益。

3D打印開拓創(chuàng)新設(shè)計的新空間、引領(lǐng)生產(chǎn)模式變革方面，是現(xiàn)在和將來都要持續(xù)、深入研究的重要方向。在今后的5—15年中，它將會帶來重要效益。在引起制造業(yè)逐漸量變的同時，近一半的產(chǎn)品將實現(xiàn)個性定制化生產(chǎn)。3D打印的創(chuàng)材與創(chuàng)生方面，則更將為未來材料科學(xué)和技術(shù)、生命科學(xué)和醫(yī)療技術(shù)帶來巨大顛覆性變革。

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