3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有光敏树脂、惠普尼龙、耐用性尼龙材料、ABS工程塑料、铝材料、钛合金、不锈钢等。
由于我国近年才引入3D打印技术,与国外相比差距非常大,目前**已经发展至金属3D打印、高分子3D打印、陶瓷3D打印以及生物3D打印技术,我国则主要在层压、激光灯。不过近年来我国生物3D打印技术不断获得突破,推进了3D打印医疗器械、人工组织器官的临床转化进程。
3D打印应用领域广泛,其在下游应用行业和具体用途领域的分布反映了这一技术具有的优势和特点,同时也反映了这一技术的局限和在发展过程中尚需完善的地方。
3D打印机需求量较大的行业包括、航天和*、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。目前,应用领域排名**的是工业机械、航空航天和汽车,分别占市场份额的20.0%、16.6%和13.8%。
从区域分布来看,我国3D打印产业集聚态势明显,目前已基本形成以环渤海、长三角、珠三角为核心,以中西部部分地区为纽带的产业空间发展格局。
其中,北京、浙江、陕西、湖北、广东等省份产业发展较快。目前,北京市从事3D打印技术研发、生产与服务的企业达70家以上,2017年实现销售收入约6亿元。
金属3D打印技术能够制造复杂的功能集成零部件,这一优势在铜金属制造领域也同样能够得到体现,比如说在铜电感线圈制造领域,金属3D打印技术就可以用于替代传统制造工艺,直接制造复杂电感线圈, 避免对于组装的需求和因焊接带来的不足。关于铜的3D打印技术呈现出越来越经济多样的发展态势,Markforged推出了其金属X打印机适用的材料-铜,本期进一步来了解Markforged解决方案的几大特点。
使用Markforged铜材料进行3D打印与其他材料打印是一样的过程,在Metal X系统上使用现有的硬件和软件系统进行打印工作。在基于云的切片软件Eiger的材料下拉菜单中选择“铜”,然后立即开始打印,目前在Metal X上切换材料大约需要10分钟。
Metal X利用熔丝制造(FFF)技术,使得3D打印铜变得简单。铜金属粉末与粘结剂混合加工成长丝,3D打印完成后,用户清洗零件脱蜡,然后将零件装入熔炉中,熔炉去除残留的粘结剂,然后将粉末烧结成终的全金属零件。
推荐几个行业性的3D设计软件
Solidworks
Solidworks属于法国达索(DassaultSystemesS.A)公司,专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。Solidworks帮助设计师减少设计时间,增加精确性,提高设计的创新性,并将产品更快推向市场。Solidwords是世界上个基于Windows开发的三维CAD系统。该软件功能强大,组件繁多,使得Solidworks成为的、主流的三维CAD解决方案。
CATIA
CATIA也属于法国达索(DassaultSystemesS.A)公司,是的CAD/CAE/CAM一体化软件。在20世纪70年代,CATIA个用户就是世界的航空航天企业DassaultAviation。目前,CATIA其强大的功能已得到各行业的认可,其用户包括波音、宝马、奔驰等**企业。
UG
UG(UnigraphicsNX)是Siemens公司出品的一款软件,它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UG早应用于美国麦道飞机公司,目前已经成为模具行业三维设计的主流应用之一。
AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司的主导产品,用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计,现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面,通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境,让非计算机专业人员也能很快地学会使用。
Pro/E
Pro/Engineer(简称Pro/E)是美国PTC公司研制的一套由设计至生产的机械自动化软件,广泛应用于汽车、航空航天、消费电子、模具、玩具、工业设计和机械制造等行业。
Cimatron
Cimatron是以色列Cimatron公司(现已被美国3DSystems收购)开发的软件。该系统提供了灵活的用户界面,主要用于模具设计、模型加工,在国际上模具制造业备受欢迎。
Cimatron公司团队基于Cimatron软件开发了金属3D打印软3DXpert。这是**款覆盖了整个设计流程的金属3D打印软件,从设计直到终打印成型,甚至是在后处理的CNC处理阶段,3DXpert软件也能够发挥它的作用。
3D打印是集材料、3D打印设备研发以及下游应用的产业。上游为3D打印材料研发制造层,包括辅助运行(三维扫描仪、控制软件等)、基础配套(步进电机、芯片等)和打印材料(钛合金、金属粉、光敏树脂等)。
中游为3D打印设备研发制造,下游为应用领域,3D打印主要应用场景于航空航天、模具铸造、生物医疗、汽车领域等。
就长期的需求增长而言,上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业会发展得更好。因为在通用化的技术标准不断推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。而从个人消费到工业制造,不管哪个领域快速增长,对耗材的需求都是必不可少的。
3D打印设备主要分为桌面级和工业级两种。桌面级是3D打印技术的初级阶段和入门阶段,能够很直观地阐述3D打印技术的工艺原理。
工业级的3D打印机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。两者在打印精度、速度、尺寸等各方面都有不同。其中,打印支撑和打印实体可分参数打印的设计是区分工业机和桌面机的重要标志。