前(qian)景廣(guang)闊(kuo)的(de)3D打印(yin)技術

增材(cai)制(zhi)造(additive manufacturing，AM)技術(也(ye)稱(cheng)為3D打印(yin)技術)是20世紀(ji)80年(nian)代(dai)後(hou)期(qi)發展起(qi)來的新(xin)型制(zhi)造技(ji)術。目前，增材(cai)制(zhi)造成(cheng)形(xing)材(cai)料(liao)包(bao)含(han)了金屬、非(fei)金屬、復合材(cai)料(liao)、生(sheng)物材(cai)料(liao)甚(shen)至(zhi)是生(sheng)命材(cai)料(liao)，成(cheng)形(xing)工(gong)藝能量(liang)源(yuan)包(bao)括(kuo)激(ji)光、電(dian)子(zi)束(shu)、特(te)殊(shu)波(bo)長(chang)光源(yuan)、電(dian)弧(hu)以及以上(shang)能量(liang)源的(de)組(zu)合，成形(xing)尺寸(cun)從微(wei)納(na)米(mi)元(yuan)器件(jian)到(dao)10 m以上(shang)大型航空結(jie)構件(jian)，為現(xian)代制(zhi)造業(ye)的(de)發(fa)展以及傳統(tong)制(zhi)造業(ye)的(de)轉型升(sheng)級提供了巨大契(qi)機(ji)。

3D打印(yin)技術的(de)優勢(shi)

3D打印(yin)技術避(bi)免(mian)了傳統(tong)制(zhi)造業(ye)的(de)切(qie)割工藝，不需(xu)要(yao)模(mo)具制(zhi)造。加(jia)工(gong)速(su)度(du)快，生(sheng)產周(zhou)期相(xiang)對較(jiao)短。更重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，3D打印(yin)在制(zhi)造體(ti)積(ji)小、結(jie)構復(fu)雜(za)的(de)物體方(fang)面有(you)很大的(de)優勢(shi)。通過集成(cheng)印(yin)刷技(ji)術，不(bu)需要二次加工(gong)，通過計(ji)算機(ji)在線操作實現批(pi)量生(sheng)產和遠程控(kong)制(zhi)。

3D打印(yin)技術具(ju)有(you)代表(biao)性(xing)的是熔積(ji)成型技術。其(qi)工作原理(li)是通(tong)過送(song)絲裝置將熱熔長絲材(cai)料(liao)送(song)入(ru)噴(pen)嘴(zui)。在計(ji)算機(ji)軟件(jian)的控制(zhi)下，加(jia)熱噴(pen)嘴(zui)擠出軟化的(de)材(cai)料(liao)，並(bing)開(kai)始沿著(zhe)物體的輪廓(kuo)移動，直(zhi)到(dao)半(ban)流動材(cai)料(liao)的(de)填(tian)充和固化完成，從而形(xing)成3D打印(yin)產品(pin)。例如，對於(yu)塑(su)料(liao)制(zhi)品(pin)的三維打印(yin)，通過加熱三維打印(yin)機(ji)的(de)噴(pen)嘴(zui)使塑(su)料(liao)熔(rong)化，擠(ji)出後(hou)塑(su)料(liao)迅速冷(leng)卻，並(bing)與(yu)周(zhou)圍材(cai)料(liao)粘(zhan)合和覆蓋。目前，FDM可以印(yin)刷金屬、石蠟、ABS、PLA、人造(zao)橡(xiang)膠(jiao)等,同(tong)時(shi)生(sheng)產3D模(mo)型、機(ji)械零(ling)件(jian)、日用品(pin)等。廣(guang)泛應用於(yu)建(jian)築(zhu)、汽(qi)車、航空航天和醫(yi)療(liao)領(ling)域。與(yu)傳統(tong)機(ji)械加(jia)工生(sheng)產相(xiang)比，FDM技術具(ju)有(you)成本低、材(cai)料(liao)廣(guang)泛、原(yuan)材(cai)料(liao)利(li)用率(lv)高、汙(wu)染(ran)少(shao)等(deng)優點(dian)。

突(tu)破(po)瓶(ping)頸(jing)才(cai)能(neng)飛(fei)速(su)發展

限(xian)制(zhi)3D打印(yin)技術發(fa)展和應用的(de)主(zhu)要因(yin)素是3D打印(yin)材(cai)料(liao)的(de)特(te)殊(shu)性(xing)和打印(yin)設備(bei)的(de)適用性(xing)。目前3D打印(yin)技術中(zhong)可用的(de)快(kuai)速(su)成(cheng)型材(cai)料(liao)主(zhu)要包(bao)括(kuo)高分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)、金屬材(cai)料(liao)和無機(ji)非(fei)金屬。雖然(ran)高分子(zi)材(cai)料(liao)在商用3D打印(yin)機(ji)中(zhong)得到(dao)了廣(guang)泛的(de)應用，但(dan)其(qi)他(ta)材(cai)料(liao)的(de)應用還(hai)處(chu)於(yu)探(tan)索的(de)初級階段(duan)(例如限(xian)於(yu)特(te)定(ding)的塑(su)料(liao)、樹(shu)脂和金屬材(cai)料(liao)，精(jing)度(du)只(zhi)能(neng)達(da)到(dao)微(wei)米(mi)級(ji))，因(yin)此(ci)打印(yin)材(cai)料(liao)數(shu)量有(you)限(xian),極大地(di)限(xian)制(zhi)了3D打印(yin)技術的(de)推廣(guang)。

好在隨著(zhe)科技的不斷發展和進步(bu)，未來會(hui)出現更多的成(cheng)型材(cai)料(liao)和綜(zong)合性(xing)能良(liang)好的材(cai)料(liao)，這(zhe)將(jiang)為3D打印(yin)技術的(de)進壹步(bu)發展和普及提供很(hen)好的支撐。另壹方(fang)面，隨著(zhe)3D打印(yin)技術可用材(cai)料(liao)的(de)不(bu)斷(duan)增加和3D打印(yin)機(ji)工(gong)作能力的不(bu)斷(duan)提高，3D打印(yin)機(ji)可打印(yin)的實(shi)體(ti)模(mo)型類型將呈(cheng)現(xian)不(bu)斷(duan)增加的(de)趨勢(shi)，3D打印(yin)技術的(de)應用領(ling)域也(ye)將不(bu)斷(duan)拓(tuo)展。最重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，隨著(zhe)設備(bei)的(de)完善和新(xin)興技(ji)術的(de)不斷發(fa)展，3D打印(yin)產品(pin)的尺(chi)寸(cun)精度(du)和材(cai)料(liao)性(xing)能將進壹步(bu)提高，對傳統(tong)機(ji)械和手工制(zhi)造行(xing)業的影(ying)響將(jiang)逐(zhu)步(bu)顯現(xian)。

拓(tuo)寬(kuan)應用領(ling)域也(ye)將推(tui)動(dong)3D打印(yin)產業(ye)全(quan)面進步(bu)。3D打印(yin)將與(yu)機(ji)器人、人(ren)工智(zhi)能(neng)等技術壹起(qi)，提高制(zhi)造業(ye)生(sheng)產線的柔性(xing)化程度(du)，以更低成(cheng)本生(sheng)產定(ding)制(zhi)產品(pin)，推動(dong)制(zhi)造業(ye)生(sheng)產方(fang)式(shi)由(you)大規(gui)模(mo)生(sheng)產向(xiang)個性(xing)化定(ding)制(zhi)轉變。同(tong)時(shi)，憑借(jie)節約倉儲和物流成本、快速響應本地市場的(de)優勢(shi)，3D打印(yin)將推(tui)動(dong)制(zhi)造業(ye)向(xiang)本地制(zhi)造模(mo)式(shi)發(fa)展。此(ci)外，3D打印(yin)教育(yu)深(shen)入(ru)推廣(guang)將(jiang)會(hui)推(tui)動(dong)創(chuang)客運動的興起(qi)，家(jia)庭(ting)打印(yin)機(ji)、小(xiao)型3D打印(yin)店(dian)更加普(pu)及，人(ren)們將(jiang)能(neng)夠(gou)制(zhi)造自(zi)己(ji)設計(ji)的產品(pin)。未來，隨著(zhe)3D打印(yin)機(ji)、材(cai)料(liao)和後(hou)處(chu)理(li)技術的(de)發展，3D打印(yin)的應用領(ling)域將(jiang)不斷擴大。