金屬3D打印未來發展:你不(bú)可不知(zhī)的那些事兒
點擊量:301 發布時間:2016-10-31 作者:草莓视频ios(上海)增材製造技術(shù)有限公司
過去一年,聚合物高分子3D打印,尤其是(shì)在桌麵級打印方麵,湧現出(chū)了一大批新興的企業。市場發展逐漸走向成(chéng)熟,這(zhè)樣一(yī)種(zhǒng)“供大於求”的(de)情(qíng)況,很可能(néng)的後果就是(shì)優勝劣汰,兼並頻生。如果說在這樣的(de)發展的亂象之後有一片廣闊的“藍海”,我覺(jiào)得金(jīn)屬3D打印是不可忽視的,這一領域(yù)開發尚淺,通過突破相應(yīng)的瓶頸,進駐的企業完全(quán)有可能迎來大好前景。
瓶頸和挑戰
另外還要考(kǎo)慮的一個重(chóng)要因素是由金屬3D打印使用群體(tǐ)所構成的規模經濟(隨著產量的增(zēng)加,平均成本不斷降低(dī))。要推動原料(金屬粉末)的價格/數量比值曲線(xiàn)呈下降趨勢,企(qǐ)業就要嚴格控製材料成(chéng)本。需要注(zhù)意的是,融化燒結金屬使用的激光等能量也(yě)會產生高(gāo)昂的邊緣成本。在常用(yòng)的金屬(shǔ)中,鈦的熔點為1668℃,鋁的熔點為660℃,鉻鎳(niè)鐵合金熔點為1390-1425℃,不鏽鋼熔點為1510℃,要使這(zhè)些金屬材(cái)料(liào)變為為液體狀態,往往需要高能量進行融化。而如果要購買具有足夠能(néng)量(liàng)的激光設備,價格也必然不菲。雖然市麵上已經有幾款桌麵級的金屬3D打印機和解決方(fāng)案(àn),比如利用FDM同(tóng)理方法來生(shēng)產澆鑄(zhù)件,其質量還是參差不齊,難(nán)以與專業的金屬打印設備比肩。
雷尼(ní)紹增材製造事業部(bù)的Rob Weston認為,要突破(pò)這些應用壁壘,企業可以自己開設解決(jué)方案中心,或者將業務設在可以直接短期租用高級3D打印機的設備中心。
《沃勒斯報告》中提到(dào),盡管專業級金屬3D打印部門近幾年的發展速度遠遠超過了聚合物3D打印,設(shè)立在業務周邊區域的(de)打印設備定點卻(què)還少之又少。英國伯明翰大學是個很好的例子,該大學如今成為(wéi)了世界首個配備多激光金屬3D打印設備(bèi)的大學。
目前,較為常見的金屬(shǔ)3D打印(yìn)材料(liào)則包括了鋁氧化物、不鏽鋼、鈦以及銅、銀(yín)、合(hé)金。鈦合金幾乎占據了金(jīn)屬3D打印材(cái)料市場的三分之一,分析師們預測(cè),未來10年這一市場將會以32%的(de)速度實現(xiàn)增長。這種預測並非(fēi)毫無(wú)根據。航空巨頭GE已經宣布投資35億美元(yuán)用以生產10萬個金屬3D打印燃油噴嘴,Aram也表(biǎo)示計劃製造5萬個3D打印骨科植入物。金屬3D打印頻頻見諸於航天航空和汽車行業應用,並且已經從最初(chū)的原型產品,邁入如今可以直接(jiē)製作出最(zuì)終成品的階段。
金屬3D打印需解決速度難題
3D打印具有明顯優(yōu)勢,如減少浪費、以更低成本實現複雜設計、新材(cái)料運用、新型結構(gòu)成型等,但要實現應用普及,還有諸多技術壁壘需要突破:在製造速度和大(dà)批量生產這兩個關鍵點上,3D打印還難以與傳(chuán)統製造打成平手。正因如(rú)此(cǐ),一些設備生產商已經(jīng)著手攻克打印(yìn)速度的問題。
鬆下宣布2017年將會推出專有3D打印(yìn)機設備,打印速度達到110m³/小時(shí),比起5-70m³/小時的傳統構建速度要(yào)快得多。
德國SLM Solutions則通過添加額(é)外激光提高了其3D打印機(jī)的打印速度,其工業級設備目(mù)前需(xū)求量很大。
以色列金屬(shǔ)3D打(dǎ)印創(chuàng)始公司XJet獲得了(le)總額達2500萬美(měi)元巨額(é)投資,投資方除了知名3D軟件巨頭Autodesk之外(wài),中國光大控股與以色列Catalyst股權管理公(gōng)司成立的合資私募股權基金——Catalyst CEL也位(wèi)列其中。該公司宣布今年將推出一款金屬3D打印機,能夠直接利用液態金屬打印出不鏽鋼對象,隨(suí)後他們還將納入液體鈦及液體鋁(lǚ)材料(liào)。據了解(jiě),XJet公司(sī)專有的納米顆粒噴射技術(Nano Particle Jetting Technology)可以直接通過其標準打(dǎ)印頭進行材料噴射,省去了一般金屬打印使用激光的過程。在極端高溫環境下(550F/300C),材料中的液(yè)體成(chéng)分會自動蒸發,從而形成高度複雜(zá)精確、高強度(dù)的金屬部件,層厚(hòu)小於2微(wēi)米。
金屬(shǔ)3D打印(yìn)未來發展將極大得益於各領域專家之間的合作。與聚合物3D打印一(yī)樣,多學科合(hé)作可(kě)以極大推動金屬3D打印的(de)發展,過去封閉孤立式的知識儲存模式已(yǐ)經過時,在要求個(gè)體專業化的同時,實踐者(zhě)們還必須與其他專家達成良好(hǎo)的合作關係。
針對消費(fèi)者的(de)教(jiāo)育和推廣普及,則是金屬3D打印未來發展的另一大關鍵——什麽樣的對象適合用(yòng)於增材製造?哪些又(yòu)是不(bú)合適的?這就(jiù)需要一個標準,包括對打(dǎ)印對象的評估,其大小形狀、生產規模、現有材(cái)料等。金屬3D打印(yìn)和(hé)其它些材料,也許需要其它替代的(de)商業模式和生產資源組織方式。南加州大學教授Behrokh Koshnevis提(tí)出,遠程操控可能會成為製造商未來的組織模式。生產者與傳統的工廠和設備分離,甚至可能離這些設備定點十萬八千裏。對設備實現了遠程操控之後,工人們不再束足於工(gōng)廠,可以遠程完成自己的工作。這樣一種(zhǒng)組(zǔ)織模式好處甚多:一方麵保護工人(rén)健(jiàn)康、安全(quán),增加參(cān)與勞動的積極性;另一方(fāng)麵可以通過將工廠(chǎng)設在地產、能源成本相對較低的地區,降低(dī)業務開(kāi)支。
遠程辦公也可以看作是未來(lái)工業4.0發展的一個大趨勢,尤其在談到分(fèn)散化企業(yè)的發展機會時。多種新興技術,如物聯網、大數據及自動化將帶動金屬(shǔ)3D打印進一步(bù)應用推(tuī)廣。2016下半年,我們期待金屬3D打印進一步迎勢而發!
3D打印目前在金屬零件製造領域的應用空間相比,它給人留下了巨大的想象空(kōng)間。最為根本的原因還是實用(yòng)特性和開發出相對(duì)的高性能材料這兩方麵相對來說(shuō)還不夠成(chéng)熟(shú)。任何一(yī)項技術如果沒有實用性和基本材料的(de)支撐,都很(hěn)難長遠立足。盡管3D打印有其一係列(liè)的優點,但目前(qián)為止3D打印產品仍然未表現出突出的優勢。我們草莓视频ios上海增材製造技術有限公司希望通過我(wǒ)們的葉工(gōng)程師和技術團隊的努力為3D打印技術(shù)解決(jué)現有的技術缺陷,給金屬零件快速成(chéng)型貢獻一個光明的未來。相信藍鑄!質量為魂(hún),產品為魄,精益求精(jīng),創造卓越!