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3D打印技术能打印紧固件?真能做到“想要什么就打印什么”?

时间:2017-05-27 10:22 来源:未知 作者:中国3D打印机网 阅读:

     不知你有没看过一部叫《十二生肖》的电影?除了成龙的招牌动作戏,里面让我印象深刻的莫过于3D打印技术。影片中,成龙使用带有传感器的手套对兽首进行扫描,把数据存入电脑,然后进行3D建模,最终3D打印出一个完美的复制品。

3D打印技术能打印紧固件?真能做到“想要什么就打印什么”?

这个剧情看起来充满了科幻色彩,但现实生活中,从食品到汽车再到零件,3D打印技术确实一直在不断地发展和实现,并且很有可能颠覆产品制造业。

什么是3D打印?

顾名思义,3D打印就是打印三维立体物件。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。

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它能从金属粉末、沙粒和其他材料提取有用的东西,不仅几乎不会浪费物料,还能改良材料,并且可以在不用模具和工具的条件下生成绝大部分复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。

什么是金属3D打印 ?

金属3D打印是属于数字热加工的一项技术,目前制备金属的3D打印技术主要有:选区激光熔化/烧结(SLM/SLS)、电子束选区熔化(EBSM)、激光近净成形(LENS)等。与传统工艺相比,金属3D打印有直接成型,无需模具,可以实现个性化设计并制作复杂结构,高效、低消耗、低成本等优点。但是因为其是数字热加工,变形是无法消除的,变形量需要从工艺和经验上去控制,最后还要经过数控机床等技术的后期加工处理。

目前,国内外金属3D打印机采用的金属粉末一般有:工具钢、马氏体钢、不锈钢、纯钛及钛合金、铝合金、镍基合金、铜基合金、钴铬合金等。

下面,金妹子介绍十种有趣的3D打印产品,十分让人惊艳。

1、假肢

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像这样的假肢,十年前需花费几万美元,但是现在,有了3D打印,只需300美元就能制作,而且设计图纸在网上可以免费下载,真是残疾人士的福音!

2、首款3D打印电动汽车

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一家名为Local Motors的汽车公司推出了全球首款量产3D打印汽车--LM3D Swim。客户可以通过3D打印自主定制各种外观元素,LM3D Swim预计将采用与宝马i3相同的动力总成,每辆车售价至少为5.3万美元。

3、身体组成部分

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这只耳朵的来头就大了,是荷兰艺术家仿制的梵高左耳。它可不是塑料的,而用梵高曾孙提供的身体组织中获得的活细胞做的。可惜梵高去世的早,没福气享受这个新技术……

4、制造枪支

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这把枪是2013年一名美国德州小伙制作的,不过3D打印机的供应商对此可不太高兴,不知道用3D打印制造手枪前要不要先申请持枪证?

5、乐器

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这是一把用透明树脂打印的小提琴,真的能弹的哦~

6、房子

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这幢3D打印房屋可是在北京造出来的,仅花了45天,而且用的是货真价实的水泥,不是塑料。小伙伴们,买不起房,就攒钱买3D打印机吧……

7、3D打印机加工肉制品等食品

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据了解,除了普通肉酱,凡是经过二次切割的肉类或肉类产品在加工过程中产生的副产品均可以作为“肉墨水”,用于3D打印肉制品。在澳大利亚,就有用“肉墨水”打印肉制品的技术。3D打印出来的肉制品,味道如何?还有用3D技术打印巧克力、饼干、冰淇淋……您敢吃吗?

8、太阳能电池

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看起来薄薄的一层,但它真的是太阳能电池!有了这个便宜好用的新技术,偏远地区也用得上太阳能电池了,山区的孩子晚上就可以用电灯学习了,真的是一个有人文关怀的发明,大写的赞!

9、世界首批3D打印高性能金属锻件

3D打印技术能打印紧固件?真能做到“想要什么就打印什么”?
新型金属3D打印设备

2016年7月22日,由华中科技大学机械学院教授张海鸥主导研发的一项金属3D打印技术“智能微铸锻”,在3D打印技术中加入了锻打技术,成功制造出世界首批3D打印锻件。该成果打破了3D打印行业存在的最大障碍,开启了人类实验室制造大型机械的历史,并将给全球机械制造业带来颠覆性创新。

目前由“智能微铸锻”打印出的高性能金属锻件,已达到2.2米长约260公斤。正在建设的微铸锻铣复合制造设备能制造5.5&TImes;4.2&TImes;1.5的金属锻件,表面粗糙度0.02毫米,达到普通机械加工水平。现有设备已打印飞机用钛合金、海洋深潜器、核电用钢等八种金属材料。为中国人点赞!

10、中国商用大飞机C919上的23项3D打印零件

早在2013年,国产大飞机C919长达3米的中央翼缘条就是用3D打印的钛合金结构件。西工大与中国商飞合作,应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。

3D打印技术能打印紧固件?真能做到“想要什么就打印什么”?

3D打印技术制造的C919钛合金中央翼缘条,长达3米

其实,除了3D打印中央翼缘条,C919还装载了28个3D打印钛合金零部件,分别应用在C919前机身和中后机身的登机门、服务门以及前后货舱门上。

如今,房子、车子、飞机、人体器官3D打印都能打出来,那么问题来了,3D打印技术真能做到“想要什么就打印什么”?打印紧固件是否可行呢?

金妹子了解到目前有一些厂家曾用3D打印出塑料紧固件,材质为PLA塑料,价格比铁的贵,大概一克一元钱。产品如下图:

3D打印技术能打印紧固件?真能做到“想要什么就打印什么”?

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理论上讲,只要能设计出来,就能打印出来。但实际上受材料的限制——目前能打印的材料还很有限,主要有树脂、石蜡、石膏、尼龙丝、钛合金、陶瓷、金属粉末等十几种。如果打印的是单件、单一材料的小玩意儿,比如用石膏材料打印一个小花瓶,效率的确比传统制法更高,可是就金属材料而言,目前的3D打印效率非常低。

举个例子,如果用送粉激光熔覆技术“打印”一个直径1厘米的金属螺栓,一层一层“打印”,每层20微米,1厘米需要打印500层,每层需要10秒,总共要5000秒,也就是要将近一个半小时!

据金妹子了解,目前比较值得用3D打印技术制造的构件有两类:第一类是结构复杂的产品,对功能有特殊要求,传统制造方式不容易生产出来的;第二类是构件尺寸很大,而传统制造方法,如锻造和铸造所需的设备很少有的情况。

此外,金妹子在一份美国FMW Fasteners公司的调查报告发现,大多数客户十分明确地表示,他们不认为未来使用3D打印技术来供应紧固件是个可行的方式。

调查中,将近60%的受访客户指出,他们不太可能甚至非常不可能从供货商购买3D打印技术生产的紧固件。30%的受访者则表示不确定,仅有10%的受访者表示有可能或者很有可能选择3D打印技术。

对此,FMW Fasteners销售总监Steve Baker表示,“目前业界对3D打印技术议论纷纷,因此我们认为还需谨慎地了解顾客的想法。调查结果显示,我们的众多客户都很明确地表示目前不会考虑3D打印技术。因为紧固件产品必须够强硬和耐用,在承受应力的时候而不至于发生失效问题。3D打印技术用到的塑胶材料能够那么强硬和耐用吗?除非客户看到3D打印出来的紧固件能展示出相应的强度,不然他们是不会迈出第一步去量产的。”

可见,虽然3D打印技术新颖,且在医疗与工程领域中具有巨大的发展潜力,但是紧固件是一种相当精密的产品,3D打印技术若要使用到紧固件产业,仍有很大的进步空间。

在历史的长河中,总是大浪淘沙,有的技术会流芳百世,也有大量的技术昙花一现。最为根本的原因还是其实用特性,任何一项技术如果没有实用性的支撑,如果制造不出高性能的产品作为支撑,都很难长远立足。

尽管3D打印有其一系列的优点,但在金属的力学性能和其它性能方法,3D打印产品仍然未表现出其突出的优势。也许,随着3D打印技术的不断进步,你能想到什么,它就真能打印出什么,到那时,紧固件行业应该又是另一番景象吧。

(责任编辑:中国3D打印机网)