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《3d打印產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、定義3D打?。?Dprinting）也稱為“增材制造（AdditiveManufacturing）”，它是新興的一種快速成型技術(shù)。與傳統(tǒng)的減材制造工藝不同，3D打印是以數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，將材料逐層沉積或黏合以構(gòu)造成三維物體的技術(shù)?，F(xiàn)代意義上的3D打印技術(shù)于20世紀(jì)80年代中期誕生于美國(guó)。CharlesHull（3DSystems公司的創(chuàng)始人）和ScottCrump（Stratasys公司的創(chuàng)始人）是3D打印技術(shù)的先驅(qū)人物。以3DSystems和DTM公司為代表的一批美國(guó)中小科技公司在20世紀(jì)80年代末
2、-90年代初相繼研發(fā)出光固化立體造型術(shù)(stereolithography,SLA),簡(jiǎn)稱光造型術(shù)、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和熔絲沉積造型（FDM，F(xiàn)usedDepositionModelling）等主流技術(shù)路線，經(jīng)過(guò)20多年的沉淀和不斷完善已經(jīng)日臻成熟。3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的最大區(qū)別在于產(chǎn)品成型的過(guò)程上。在傳統(tǒng)的制造業(yè)，整個(gè)制造流程一般需要經(jīng)過(guò)開(kāi)模具、鑄造或鍛造、切割、部件組裝等過(guò)程成型。3D打印則免去了復(fù)雜的過(guò)程，無(wú)需模具，一次成型。因此，3D打印可以克服一些傳統(tǒng)制造上無(wú)法達(dá)成的設(shè)計(jì)，制作出更復(fù)雜的
3、結(jié)構(gòu)。技術(shù)分類1.以高分子聚合反應(yīng)為基本原理：激光立體印刷術(shù)（Stereolithography，SLA，有著名的Objet從下到上打印的（已和Stratasys合并）和Formlabs為代表從上往下打印的）,它用激光選擇性地讓需要成型的液態(tài)光敏樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng)變硬，從而造型。高分子打印技術(shù)（PolymerPrinting）,高分子噴射技術(shù)（PolymerJetting）,數(shù)字化光照加工技術(shù)（DigitalLightingProcessing）,微型立體印刷術(shù)（MicroStereolithograph
4、y）。2.以燒結(jié)和熔化為基本原理：選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SelectiveLaserSintering，SLS，3D打印行業(yè)龍頭老大3DSystem的看家本領(lǐng)，EOS也是杰出代表，SLS用的不是液態(tài)的光敏樹(shù)脂，而是粉末選擇性激光熔化技術(shù)（SelectiveLaserMelting,SLM）,電子束熔化技術(shù)（ElectronBeamMelting，EBM）。3.以粉末-粘合劑為基本原理：三維打印技術(shù)（ThreeDimensionalPrinting,3DP，MIT在90年發(fā)明的，Zcorp（已被3DSyst
5、ems收購(gòu)）、voxeljet是杰出代表）4.熔融沉積造型技術(shù)（FusedDepositionModeling,FDM，著名代表有RepRap項(xiàng)目、MakerBot和Stratasys公司）5.層壓制造技術(shù)（LayerLaminateManufacturing,LLM）6.氣溶膠打印技術(shù)（Aerosolprinting）7.生物繪圖技術(shù)（Bioplotter）限制因素1.生產(chǎn)模式效率單體的一體化成型，工作流程是完全固定的，無(wú)法形成此類產(chǎn)業(yè)效應(yīng)，且目前的3D打印機(jī)體無(wú)法承受長(zhǎng)時(shí)間，高強(qiáng)度的負(fù)荷。且單體機(jī)做
6、生產(chǎn)，維護(hù)費(fèi)用和難度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出傳統(tǒng)工藝把產(chǎn)業(yè)鏈平攤開(kāi)的做法。2.材料的限制1.材料的適用范圍的問(wèn)題。目前，工業(yè)領(lǐng)域能用的就適用的金屬材料只有10余種，鋁硅合金、鈦合金、鎳合金和不銹鋼比較成熟。而生物材料領(lǐng)域，比如，RegenHu開(kāi)發(fā)的INK僅支持明膠、膠原與合成高分子混合物等幾種材料；成品狀況的話，打印出的結(jié)構(gòu)生物相容性較差，孔隙率小且孔洞分布不均勻，細(xì)胞附著生長(zhǎng)繁殖率低。也就是，只能用作模仿，還不能實(shí)現(xiàn)特定功能性。家用領(lǐng)域也沒(méi)好哪兒去，主流的有石膏、光敏樹(shù)脂、ABS塑料等，Object公司號(hào)稱可以14
7、種基本材料的基礎(chǔ)上混搭出107種材料，拭目以待吧。雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。2.材料應(yīng)用導(dǎo)致的工藝問(wèn)題。因?yàn)樾枰A(yù)先制成專用的金屬粉末；打印出的金屬制品致密度低，最高能達(dá)到鑄造件致密度的98%，某些情況下低于鍛造件的力學(xué)性能，當(dāng)然在某些構(gòu)件，比如大型
8、鈦合金構(gòu)件上（比如比較熱的航空行業(yè)），是完全能夠滿足力學(xué)性能的，但總體狀況，值得商榷；某些打印制品表面質(zhì)量差，精度2-10μm，需要打磨拋光機(jī)加工等后處理；3D打印具有復(fù)雜曲面的零部件時(shí)，支撐材料難以去除。材料性能差，強(qiáng)度，剛度，機(jī)械加工性等都遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)加工方式。3.機(jī)器的限制3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)
