目前,3d打印技術成為熱門搜索詞匯,在機床行業中雖未普及,卻已帶來&ldquo最強音&rdquo。若能將3d打印技術融合到數控機床等機械設備中,將為模具加工、金屬加工、成品制造、高精密打制等實現快速復制和完工,高精高效地為機械制造領域服務。3d打印技術應用在機床領域的狀況如何?3d打印技術對未來機床行業有何影響?本文將為您揭曉。
&ldquo3d打印技術&rdquo成關注焦點
成龍的這部電影中&ldquo3d打印&rdquo有兩個過程,第一是掃描,用手套就掃描了這個物件,另外一塊是打印出來,但是在成龍電影里面3d打印出這樣一個器件是實時的。基本上那邊磨完,這邊打印出來了。但這個過程現實上是很漫長的,像他這樣高25到30厘米的一個產品的話估計得做個七個小時到八個小時。
再如電影《碟中諜4》中,為阻止冷艷女殺手與恐怖分子的密碼交易,特工伊森使了一計&ldquo瞞天過海&rdquo。他計劃用&ldquo面具制造機&rdquo一臺能夠在短時間內通過三維建模從而完整&ldquo打印&rdquo出他人容貌的機器,制作出女殺手的面具。盡管這一計劃因不小心碰翻了打印機而落空,不過此前,面具制造機打印出的立體面具還是幫助伊森成功潛入了克里姆林宮,混過了衛兵的搜查。
據了解,3d打印機是一個名叫恩里克·迪尼的發明家設計的一種神奇的打印機,不僅可以打印出一棟完美的建筑,甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。3d打印,3d打印又稱為三圍打印,快速成形技術的一種,是運用粉末狀的金屬或者是塑料等可黏合的材料,通過一層又一層的多層打印方式構造零對象,模具的制造工業設計用于建造模型,現在正在發展成為一種產品的制造,形成直接數字化的制造。理論上,只要電腦可以設計出的造型,3d打印機都可以打印出來。
&ldquo3d&rdquo打印并不是一個新概念。1995年mit創造了&ldquo3d打印&rdquo這個名詞,隨后3d打印便開始在實驗室萌芽。逐漸地,3d技術開始運用在醫療模型、建筑模型等行業,被應用在更廣泛的領域。
真正的3d打印發源于軍方的&ldquo快速成型&rdquo技術,是一種由cad(計算機輔助設計)通過成型設備以材料累加的方式制成實物模型的技術。
&ldquo快速成型首先是將實際物體的3d數據沿某一坐標軸進行分層處理,也就是將3d物體進行虛擬化切片,得到無數個二維界面,由此形成每層截面的二維截面數據。&rdquo郭嶠介紹,&ldquo之后,再按照特定成形方法和技術每次只加工一個截面,這一過程反復進行,直到所有的截面加工完生成實體原型。&rdquo
3d打印真正融入機床之路依然漫長
機床是制造業的母機,若3d打印技術能融入機床領域,無疑是如虎添翼。不僅使生產制造效率提高,而且可以完成許多制造難題。機床中的專用機床,會根據客戶要求,而定制功能,但功能并不夠強大,可能還未達到隨心所欲地設計制造。但若,3d打印的引入,必將帶動&ldquo人人買機床,人人來加工&rdquo的局面,使機床行業在普及與應用度上均大大提升。
相比傳統制造工藝,3d打印有兩大優點:一是節省原材料和人工,它的用料只有原來的1/3到1/2,制造速度卻快34倍。另外,3d打印機可以制作形態各異的各種物品。&ldquo理論上,只要電腦可以設計出的造型,3d打印機都可以打印出來。&rdquo
但實際生活中,3d打印技術真能廣泛應用于機床行業嗎?答案是,路還很長。
隨著應用的廣泛和技術的成熟,讓夢想照進現實的3d打印技術,是完全取代傳統減材制造方式,還是成為傳統制造業技術的一種重要補充?華中科技大學王運贛教授認為,在未來制造業發展中,&ldquo減材制造法仍是主流&rdquo。
&ldquo由于用于增材制造的材料研發難度大等原因,導致3d打印制造成本較高,一般達到每克10-100元;制造效率不高,尤其在金屬材料成形方面,大約每小時100-3000克。&rdquo西安交通大學盧秉恒院士指出,目前增材制造技術在我國主要應用于產品研發,且制造成本高,制造效率低,制造精度尚不能令人滿意。
據了解,3d打印技術在我國工業零部件制造方面得到一定應用,但尚未進入大規模工業應用,其工藝與裝備,以及在航空航天、醫療等領域的應用都有待進一步開發。就目前的形勢來看,3d打印技術并不具備取代傳統制造業的條件,在大批量制造等方面,高效低成本的傳統減材制造法更勝一籌。
可見現在似乎3d打印還遇到了一些瓶頸,比如說它的技術難度比較高,打印的成本比較高等一系列的問題。但3d技術的出現,為高精密機床在未來發展中指點迷津,真正的好機床,恐怕是客戶想造什么,就能造什么的數控化極高,效率極高的機器,而且價格適中,便于運輸,集各種優點于一身。總之,機床制造,需要面向市場,面向未來!
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