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3D打印技术优点与缺点都有哪些痛点

3D打印技术


3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。


3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、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、土木工程以及其他领域都有所应用。


3D打印技术的优点:


1、节省材料。不用剔除边角料,提高了材料的利用率,通过摒弃生产线而降低了成本;


2、能做到较高的精度和很高的复杂程度,可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件;


3、不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具,就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品;


4、它可以自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效地缩短了产品研发周期;


5、3D打印无需集中的、固定的制造车间,具有分布式生产的特点;


6、3D打印能在数小时内成形,它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;


7、它能打印出组装好的产品,因此降低了组装成本,甚至可以挑战大规模生产方式。


3D打印技术的缺点:


1、存在成本高、工时长的软肋:3D打印仍是比较昂贵的技术。由于用于增材制造的材料研发难度大、而使用量不大等原因,导致3D打印制造成本较高,而制造效率不高。


目前,3D打印技术在我国主要应用于新产品研发,且制造成本高,制造效率低,制造精度尚不能令人满意。3D打印目前并不能取代传统制造业。在未来制造业发展中,“减材制造法仍是主流”。


在规模化生产方面尚不具备优势:3D打印技术既然具有分布式生产的优点,那么相反,在规模化生产方面就不具备优势。目前,3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件,在大批量、规模化制造等方面,高效、低成本的传统减材制造法更胜一筹。


2、现在看来,想用3D打印作为生产方式来取代大规模生产不太可能。且不说3D打印技术目前尚且不具备直接生产像汽车这样复杂的混合材料产品,即使该技术在未来取得长足进步,完全打印一辆车只怕要耗时好几个月,在成本上远远高于大规模生产汽车时均摊到每辆汽车上的成本。


所以,对于生产有大量刚性需求的产品来说,具有规模经济优势的大规模生产仍比重点放在“个性化、定制化”的3D打印生产方式更加经济。


3、打印材料受到限制:3D打印技术的局限和瓶颈主要体现在材料上。目前,打印材料主要是塑料、树脂、石膏、陶瓷、砂和金属等,能用于3D打印的材料非常有限。


尽管已经开发了许多应用于3D打印的同质和异质材料,但是开发新材料的需求仍然存在,一些新的材料正在研发中。这种需求包含两个层面,一是不仅需要对已经得到应用的材料—工艺—结构—特性关系进行深入研究,以明确其优点和限制;二是需要开发新的测试工艺和方法,以扩展可用材料的范围。


4、精度和质量问题:天津天易多维科技有限公司技术讲,由于3D打印技术固有的成型原理及发展还不完善,其打印成型零件的精度(包括尺寸精度、形状精度和表面粗糙度)、物理性能(如强度、刚度、耐疲劳性等)及化学性能等大多不能满足工程实际的使用要求,不能作为功能性零件,只能做原型件使用,从而其应用将大打折扣。


而且,由于3D打印采用“分层制造,层层叠加”的增材制造工艺,层与层之间的结合再紧密,也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美,而零件材料的微观组织和结构决定了零件的使用性能。


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