3D打印机可以用于工业领域吗?

daweis   2016-09-14 17:42:54

3D打印机是可以用于工业领域的,但是适合大规模的批量生产。


3D打印逐层打印的特点,首先确定了单件或者小批量打印的特点,这也决定了3D打印的应用范围不可能进入批量生产的领域,如:模具生产的铸造(塑)或者流水线加工的生产领域,而将局限于产品设计研发样品手板制作,工装夹具、个性定制等小批量领域。


应用材料:塑料和金属


工业领域中大量使用的材料无疑是工程塑料和金属。


目前FDM方式的机器可实现塑料的打印,同时FDM3D打印机价格也容易接受,因此在塑料材质这方面,3D打印可以有着很广泛的应用。


但是在金属材料方面,目前还没有价格合适的能够让企业广泛接受的金属3D打印机出现。作为企业使用的设备,与金属3D打印机直接可比的是数控加工中心,二者都是能够直接将3D图纸加工转化为实物的设备,要具备竞争力的话,预测金属3D打印机价格在20万以下,并且打印出来的产品如果在强度、精度、外观上能够接近(至少不要差太远)机械加工的零件的情况下,才有可能在工业领域中工装夹具的制作、样品的生产、产品开发等领域得到广泛的应用。


打印尺寸:取决于材料的突破


工业领域中一般都是要求1:1的实物,因此打印机可打印的尺寸对于能否大量进入工业领域的实际应用有很大的影响。比照现在广泛应用的机加工设备(一般车、铣、加工中心),3D打印机加工范围应该要达到400*400mm的尺寸,才有可能满足大多数企业的实用要求。SLA现在有大尺寸的,但树脂材料耐磨性尚达不到工程塑料的性能,FDM现在也开始有企业制作,但是对于热熔融技术,大尺寸3D打印机首先要解决翘边变形开裂的问题,这就要求在材料上要有突破,能否找到温度和收缩率更低的打印材料应该是解决FDM方式3D打印机能否进入实际应用的关键所在。同时对于大尺寸,打印速度也是重点需要考虑的。


打印的喷头:双喷头打印


要在工业领域实际应用,目前可讨论的为FDM方式。在实际应用中,支撑材料是个不得不提和不得不解决的问题,要保证支撑材料和实体材料“贴而不粘”,这样在打印中才能保证良好的成型效果,这势必对双喷头打印提出了要求,一个喷头打印支撑材料,另一个打印实体材料。这个在实际中已得到了很好的运用。


同时,工业领域应用中,有些部位需要良好的打磨和再加工性能,这些需要使用ABS工程塑料来打印,但为了避免ABS收缩率高易变形的特点,大面积的主体材料又需要PLA材料来打印。如果再考虑溶解性支撑材料,这就对3喷头打印机提出要求了。


3D建模:工业应用领域的短板


当前3D建模是工业应用领域的短板。很多企业一般有二维图纸,就可以加工出来实际工件了。但是3D打印的前提是3D图,这很大限制了3D打印的应用。对于工业应用而言,使用3D扫描仪似乎不是一个可行的办法,无法将细节部位的尺寸公差严格反应出来。因此,必须要求工程师画出3D图纸。当然,随着3D打印应用的日益广泛,通过需求的拉动,自然会促成工程师进行3D建模的学习。


综合以上分析,可以看出,3D打印在工业领域中,将以辅助设计或加工设备的身份出现。对于FDM机器来说,加工尺寸、多喷头、加工效率和理想的材料等几个方面将起到重要的影响,而金属打印目前尚属空白,亲民的价格首先是一个基本的前提。

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