导读:3D打印也称增材制造,该技术出现在20世纪90年代中期欧美发达国家。它是基于三维模型,采用与传统减材制造技术完全相反的逐层叠加材料的方式,直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造技术。3D打印不需要原胚和模具,它是直接以计算机三维设计模型作为篮板,通过软件分层离散和数控成形系统,将三维实体变为若干个二维平面,利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成形,制造出实体产品。
根据耗材的不同,3D打印可以分为金属3D打印和非金属3D打印。其中金属3D打印根据成形原理不同,又可以分为粉末床选区熔化打印和定向能量沉积打印等。粉末床选区熔化技术是可以打印极端复杂的结构、制件尺寸精度高的技术,因此它是目前应用最为广泛的金属3D打印技术。而定向能量沉积技术是另一种包括大的打印尺度范围、适用多材料打印、以及可以采用大功率激光器实现每小时公斤级的打印效率的技术,它非常适合于高性能成形与修复。
3D打印与传统精密制造技术对比,最大的优点是简化制造程序,缩短新品研制周期,高效成形复杂的结构,实现一体化、轻量化设计。因此,以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用目前在深刻改变着传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合等其他领域,它被喻为重塑制造业和服务业的新星,是加快第三次工业革命进程的契机。
目前3D打印在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。但是由于3D打印在小批量、定制化、复杂结构成形等领域的突出优势,使其在高端制造领域获得更加广泛的应用,因此工业机械、航空航天、汽车、消费电子、医疗是目前主要的应用领域,它们合计占比达到78%。
3D打印涉及材料、设备、制造工艺等多个环节,它的发展和进步要求产业链的各个环节的共同配合才能实现。经过了30余年的发展,3D打印已经形成了一条较为完整的产业链。3D打印产业链上游涵盖三维扫描设备、三维软件、增材制造原材料类及3D打印设备零部件制造等企业,中游以3D打印设备生产厂商为主,但大多亦提供打印服务业务及原材料供应,在整个产业链中占据主导地位,下游行业应用已覆盖云平台、媒体社区、航空航天、汽车工业、医疗健康、教育、文化创意、生物、食品、建筑等各领域。