全球增材制造技术五大前沿应用
无论是哪一种新型的高端技术，其最终的归宿都是投身于产品服务之中，3D打印也不例外。而随着这项技术的逐渐进步，现在的3D打印已经能够广泛应用于汽车，轮船以及航空航天和电子产品、机械产品等各大领域。如今，我们看到了全球各大企业开始将3D打印正式应用到自己的产品生产以及设计之中，并创造了广泛的市场效应！
汽车零件巨头德尔福CLIP 3D打印案例解析
如今，在2015年大肆宣传的超快速3D打印技术CLIP已经进入市场应用，但是由于其制造商Carbon公司对使用了该技术的M13D打印机采用了只出租不销售的业务模式，导致这款新产品在一定程度上仍然被笼罩在神秘之中，尤其是对美国以外的市场。我们只能从这家公司以案例形式慢慢对外发布的其早期客户使用情况对其进行了解。今天，为您介绍的CLIP技术最新应用案例来自世界上最大的汽车零部件制造商之一德尔福汽车系统（Delphi Automotive）公司。目前，德尔福正在使用CLIP 3D打印技术制作原型，同时也在考虑将其用于短期生产。由于CLIP技术的非层积性质，M1是唯一一款能够3D打印具有各向同性零件的3D打印机，也就是说其打印出来的3D对象的微观纤维会均匀地朝向各个方向。而且，除了在类似技术中通常见到的UV固化剂之外，该技术使用的光聚合物中还包括还包括一种可以通过热激活的反应性化学物质可以增加打印对象的强度。于是，CLIP技术不仅3D打印速度快，能够在几分钟内生成3D对象，而且使用M1 3D打印出来的零部件在物理属性上跟注塑成型件也很相似。
德尔福公司是在2015年秋天收到其M1 3D打印机的。由于CLIP 3D打印技术能够达到的上述物理属性，德尔福已经能够使用该技术来制造功能原型。该公司称，这是他们以前使用的3D打印平台所做不到的。德尔福公司的增材制造经理Jerry Rhinehart详细阐述了他们是如何使用该技术来制造功能原型的：“我们很兴奋能够用M1将我们的工作扩展至功能原型——在此之前我们一直做不到这一点——并寻求新的制造机会。这主要得益于我们使用Carbon的技术所能够实现的材料和机械性能。传统的3D打印材料只能提供我们需要用来制造功能和最终零部件的机械性能的大约 50%。我们当前正在用M1打印一批连接器和其它电气组件，而这些部件将会于今年6月份被安装到一个由25辆汽车组成的车队上以进行道路和验证测试。”
据悉，德尔福3D打印的部件中包括布线扣眼，这是使用Carbon公司的聚氨酯弹性体（EPU）材料打印的；电连接器，使用的是硬质聚氨酯（RPU）；外罩（在产品装配中保护对象），使用的是柔性聚氨酯（FPU）。除了其机械性能之外，CLIP技术3D打印的对象表面分辨率也很高，这使得用CLIP技术打印的原型非常类似最终产品。另外，这项技术的精确性也使其非常适合用来制造像电连接器这样的对象，因为像这种部件往往相当复杂，而且拥有锁扣设计，那些精度稍低的3D打印技术都不可能完成。如今，尽管借助M1 3D打印机德尔福已经降低了原型模具的制造成本，并且将原型模具的等待时间从6到12周缩短至接近为零，但是这家汽车巨头并不满足，他们正在考虑将其用于最终部件的生产。注塑成型的经济性为该公司的大批量生产提供了坚实的基础，而借助CLIP，德尔福将有可能进一步将业务扩张至那些只需要小批量生产的新领域。同时，工程师们也正在使用该技术设计那些使用传统制造工艺不可能实现的新产品。
WATG设计出世界第一栋自由形态3D打印住宅
日前，全球著名酒店设计公司WATG在一次主题为设计出世界第一座自由形态3D打印住宅的比赛中赢得第一名。此次比赛广邀来自世界各地的建筑师、设计师、工程师和艺术家，大家共聚一堂，讨论如何让3D打印技术为提升建筑环境服务。比赛由3D打印公司Branch Technology公司举办,参赛的唯一要求是设计出一栋600至800平方英尺的独家住宅，而且此设计需涉及传统建筑美学、人类工程学、建筑和建筑体系。比赛要求参赛者提交有关房子所有方面的概念上的解决方案。例如，外体结构应考虑的材料应用、门窗布局与结构，同时住宅内部要有一间厨房、浴室、客厅和卧室。此外，建筑结构需解决力学、电学、管道、照明等问题，同时要为被动式太阳能设计策略留出空间。
WATG团队的成员主要来自芝加哥，包括Daniel Caven、Chris Hurst、Miguel Alvarez和Brent Watanabe。得奖作品名为“曲线的诱惑”。此方案由两部分构成：内部核心和外体结构。开放而光线充足的内部居住空间通过被动策略保护居住者不受恶劣天气的影响，同时与外部空间和大自然本身相连通。外体由虽简单却经过仔细计算的拱门构成，这让房子呈现出一个独特的有机面貌。据了解，这栋房屋已经在Branch Technology的实验室里处于开始规划阶段，预计将在2017年正式启动3D打印。
空中客车披露其开发的全3D打印无人机Thor
自2014年以来，航空制造巨头在3D打印技术的应用方面就表现出了加速的趋势。当时该公司在其A350客机上安装了一个3D打印的钛金属客舱支架，并将这首个3D打印的备件用在了加拿大越洋航空（Air Transnat）的一架飞机上。自那时以来，关于空客集团应用3D打印技术的各种新闻就层出不穷，我们也报道了很多，比如在一周前，该公司就申请了一项可以3D打印整个飞机机身的技术专利。如今，仅仅一周之后，空客又披露了一条与3D打印有关的新闻。日前，在德国Innovation Days 2016活动中，空客公司负责新兴科技和概念的负责人Peter Sander透露，该公司已经设计、制造，甚至成功测试了一架完全3D打印而成的无人机（UAV）。
据了解，这架3D打印的无人机被命名为Thor，即Test of High-tech Objectives in Reality（高科技对象的现实测试）的首字母缩写。Sander称，这架无人机将作为空气动力研究的高风险测试平台，并以此来进一步验证这架3D打印的概念无人机的可行性。Thor无人机由大约50件3D打印的部件组成，简单地说，除了两部电动马达和远程控制系统，这架无人机的所有部件都是3D打印的。而且未来空客还会根据实验测试结果持续对其进行快速迭代开发。由于得益于3D打印技术，这种迭代的速度往往以天计，而不是以前的要花上几个月的时间。据悉，空客开发人员对这架无人机的首次测试是在去年11月，该飞机连续飞行了40公里，从汉堡飞回了他们在德国Stade的工厂。除了此次成功的试飞之外，空客还为这架无人机在整个2016年规划了18项实验任务。
这架Thor无人机机身重量约为25公斤，机身长约4米，翼展也有大约4米。而且这项开发计划是由空客多个部门协作完成的，比如空客防务与太空（Airbus Defense & Space）公司和空客直升机（Airbus Helicopters）公司都有参与。此外，Thor的制造成本估计在2万欧元左右，对于像这样的飞行测试平台来说已经很便宜了。
Summit割草机公司使用3D打印改进制造工艺
从2008年开始，总部位于美国密西西比New Albany的Summit割草机公司就一直致力于打造更加方便的割草机设备——遥控割草机。这也是该公司创始人John Wright的毕生追求，他从上世纪九十年代起就开始实验遥控割草机的原型。就在最近，这家小企业接触到了3D打印技术，并突然意识到这种技术能够帮助自己缩短很多耗时的工艺过程。不过出于谨慎，该公司并没有出钱购买自己的3D打印机，而是选择使用了在线3D打印服务平台i.materialise提供的按需服务，通过其自己的割草机下单定制3D打印的支架。
据了解，每部割草机在使用过程中经常要面对灰尘、震动和可能出现的漏油等不利因素，对于该公司来说，就必须在这种情况保护支持割草机遥控功能的电路板不至于受到影响。为了做到这一点，Summit割草机主要通过伺服来控制摇杆开关，而后者控制着整个设备电气系统的供电。这个时候，伺服臂需要正好定位在摇杆开关的正确位置，否则它将无法正常工作。在使用3D打印之前，这一过程必须通过手工使用被称为垫片的细条材料来完成，这样做不仅不精确，而且更加耗费时间。而现在，该伺服系统被安装在一个用SketchUp设计的特制3D打印托架上。Wright和他的团队对于SketchUp这款3D建模软件很熟悉，因为在此之前他们用过该3D建模软件来设计激光切割金属零件。当Wright决定在2008年市场崩溃后创立Summit割草机公司时，他花了近四年时间来研发他的产品：一款装备着宽宽的橡胶履带，可以攀爬40至50度斜坡的遥控无人割草机。此外，为了节省公司的开发时间和金钱，这款割草机是在零转割草机的基础打造的，而并非从头开始设计。
Summit割草机的客户大多数是那些需要维护一些陡峭山坡的市政机构。比如美国国家公园管理局（National Parks Service）最近就购买了一台Summit割草机，来帮助维护纳切兹小径（Natchez Trace），这是一条很有历史意义的森林步道，风景优美，长达440英里，从田纳西州的坎伯兰一直连接到密西西比河。由于国家公园管理局也负责白宫的维护，Wright他的机器能够有一天用来为总统剪草。
杜鲁门号航母上设计的3D打印件在空间站上用
美国海军杜鲁门号航空母舰上有一个3D打印实验室，船上的水手们借助它发明了一种很有用的小装置Tru Clip，这是一个形状小巧的8字形塑料件，迄今已经为海军节省了数千美元。据该航空母舰3D打印实验室的Casey Staidl少尉介绍，当时这艘船上的战斗部门询问3D打印实验室是否可以解决船上的一种常见的问题——他们使用的手持对讲机上的扣环经常损坏。为了解决这个问题，Staidl和3D打印实验室的其他三个水手反复思考，终于拿出了这种实用且廉价的设计Tru Clip。Staidl说，每个Tru Clip的3D打印成本大约6美分，远远低于海军替换一个扣环通常所花费的615美元。在过去的三个月里，这艘船为此已经节省了大约12000美元。
他说，自从设计出了了Tru Clip之后，杜鲁门号只订购了两个昂贵的扣环，而这两个扣环也只是存起来当备件来用。Staidl说，随着该设计在舰队上越来越普遍地使用，海军很可能会节省更多的金钱。有趣的是，杜鲁门号航空母舰已经将该设计的数字文件发送到了国际空间站，那里的宇航员将用空间站上的3D打印机将其打印出来并用在自己的工作里。
根据计划，空间站可能会在6月17日3D打印出第一个Tru Clip，这个时间正好与白宫赞助的国家制造周（National Week of Making）的日期一致，这个活动是美国政府为了鼓励本国的发明家和创新者而设立的。据了解，杜鲁门号是美国海军10艘航空母舰中第一个配备3D打印机的。另外两艘航空母舰Essex号和Kearsarge号上也配备了3D打印机。3D打印实验室的主管Petty Officer Jerrod Jenkins说，这一试点项目的主要目的是确定3D打印机对于舰队的实用性。到目前为止，该3D打印机已经通过各种实际应用已经证明了它的用处。比如它已被用于为船上的麻醉师快速制造软管固定装置，制造防止人们撞到重要开关的开关盖等。Jenkins希望有一天能够用3D打印机取代海军当前用于存储备用零件的巨大储藏室。
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3D打印市场规模不断扩大，
工信部：去年全球3D打印产
2020年，全球3D打印产业规
工业级3D打印设备占主流，
3D打印，制造业的未来
三年后市场规模可达56亿，
