金屬(shǔ)3D打印未來發展:你不可不知的那(nà)些事兒
點(diǎn)擊量(liàng):316 發布時間:2016-10-31 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
過去一年,聚合(hé)物高分子3D打印(yìn),尤其是在桌麵級打(dǎ)印方麵,湧現出了一大批(pī)新興的(de)企業。市場發展逐漸走向成熟,這樣一種“供大於求”的情況,很可能的後果就是優勝劣汰(tài),兼並頻生。如果說在這樣的發展(zhǎn)的亂象之後有一(yī)片廣闊的“藍海”,我覺得金屬3D打(dǎ)印是不可(kě)忽視的,這(zhè)一(yī)領(lǐng)域開發尚淺,通(tōng)過突破相應的瓶頸,進駐的企業完全有可能迎來大好前景。
瓶頸和挑戰
另外還要考(kǎo)慮的一個重要因(yīn)素是由金屬3D打印使(shǐ)用群(qún)體(tǐ)所構成的規模經濟(隨著(zhe)產量的(de)增加,平均成本不斷降低)。要推動原料(金屬粉末)的價格/數量比值曲(qǔ)線呈(chéng)下降趨勢,企業就要嚴(yán)格控製(zhì)材(cái)料成本。需要注意的(de)是(shì),融化燒結金屬(shǔ)使用(yòng)的(de)激光等能量也會產生高昂的邊緣成本。在(zài)常用的金(jīn)屬中,鈦的熔點為1668℃,鋁(lǚ)的熔點為660℃,鉻鎳鐵合金(jīn)熔點為1390-1425℃,不鏽鋼熔(róng)點為1510℃,要使這些金屬材料變(biàn)為為液體狀態,往往需要高能量進行融化。而如果(guǒ)要購買具有足夠能量的激光設備,價格也必(bì)然不菲。雖(suī)然市麵上(shàng)已經有幾款桌麵級(jí)的金屬3D打印機和解決(jué)方案,比如利用FDM同理方法來生產澆鑄件(jiàn),其(qí)質量還是(shì)參差不(bú)齊,難以與專業的金屬打印設備比肩。
雷尼紹增(zēng)材(cái)製造事業部的Rob Weston認為,要突破這些應用壁壘,企業可以自己開設解決方案中心,或(huò)者將業務(wù)設在可(kě)以直(zhí)接短(duǎn)期租用高級(jí)3D打印機的設備中心。
《沃勒斯報告》中提到,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,設立在業務周邊區域的打印設備(bèi)定點卻還少之又少。英國伯(bó)明翰大學是個很好的例子,該大學如今成為了世界首個配備多激光金屬3D打印設備的大學。
目前,較為常見的金屬3D打(dǎ)印材料則包括(kuò)了(le)鋁氧化物(wù)、不鏽鋼、鈦以及銅、銀(yín)、合金。鈦合金幾乎占據了金屬(shǔ)3D打印材料市場的三分之一,分析師們預測,未來10年這一市場(chǎng)將會以32%的速度實現增長。這(zhè)種預測並非毫無根據。航空巨(jù)頭(tóu)GE已經宣(xuān)布投資35億美元用以生產10萬個金(jīn)屬3D打印(yìn)燃油噴嘴,Aram也(yě)表示計劃製造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(hé)汽車行業應用,並且已經從最初的原型產品,邁入如今可以直接製作出最(zuì)終成品(pǐn)的階段。
金屬3D打印(yìn)需解決速(sù)度難題
3D打印(yìn)具有明顯優勢(shì),如減少浪費、以更低成本實現複雜設計、新材料運用、新型結構成型等,但要實現應用普及,還有諸多技術壁壘需要突破:在製造速度和大批量生產這(zhè)兩個關鍵點上(shàng),3D打印還難以與傳統製造打成平手(shǒu)。正(zhèng)因如(rú)此(cǐ),一(yī)些設備生產商已經著手(shǒu)攻克打印速度的問題。
鬆下宣布2017年將會推出(chū)專(zhuān)有3D打印(yìn)機設備,打印速度達到110m³/小時,比起5-70m³/小時的傳統構建速度要快得多。
德國SLM Solutions則通過添加額外(wài)激光提高了其3D打印機的打印速度(dù),其工業級設(shè)備目前(qián)需求量很大。
以色列金屬3D打印創始公司XJet獲得(dé)了總額達2500萬美元巨額(é)投資,投資方除了(le)知名3D軟件(jiàn)巨頭(tóu)Autodesk之外(wài),中國光大控(kòng)股與以色(sè)列Catalyst股(gǔ)權管(guǎn)理公司(sī)成立的合資私募股權基金——Catalyst CEL也位(wèi)列其(qí)中(zhōng)。該(gāi)公司宣布今年將推出一(yī)款金屬3D打印機,能夠直(zhí)接利用液態金屬打印出不(bú)鏽(xiù)鋼對象,隨後他們還將納入(rù)液體鈦及液體鋁材料(liào)。據了解,XJet公司專有的納米顆(kē)粒噴射技(jì)術(Nano Particle Jetting Technology)可以(yǐ)直接(jiē)通過其標準打印頭進行材料噴射,省去了一般金屬打(dǎ)印使用(yòng)激光的過程。在極端高溫環境下(550F/300C),材料中的(de)液體成分會自動蒸發,從而形成高度複雜精確、高強度(dù)的(de)金屬部件,層厚小於(yú)2微米。
金屬3D打(dǎ)印未來發展將(jiāng)極大得益於各領域專家之間的合作。與聚合物(wù)3D打印一樣(yàng),多學(xué)科合作可以極大推動(dòng)金屬3D打印的發展,過去封閉孤立式的知識儲存模式已經過時,在要求個(gè)體專業化(huà)的同時,實踐(jiàn)者們還(hái)必須與其他專家達成良好的合(hé)作關係。
針對消費者的教(jiāo)育和推廣普及,則是(shì)金屬3D打印未來發展的另一大關鍵——什麽樣的對象適合用於增材製造?哪些又是不合適(shì)的?這就需(xū)要一個標準,包括對打印對象的評估,其大小形狀、生產規模、現(xiàn)有材料(liào)等。金(jīn)屬3D打印和其它些材料,也許需要其它替代的商業(yè)模式和生產資源組織方(fāng)式。南加(jiā)州大學(xué)教(jiāo)授Behrokh Koshnevis提出,遠程操控可能會成為製造商未來的(de)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(rén)們不再束足於工廠,可以遠程完成自己的工作。這(zhè)樣一種組織模式好處甚多(duō):一方麵保護工人健康、安全,增加參與勞動的積極性;另(lìng)一方麵可以通過將工(gōng)廠設在地產、能源成本相對(duì)較低的地區,降低業務開支。
遠程(chéng)辦(bàn)公也可以看作是未來工業4.0發展的一個大趨勢,尤其在談到分散化企業的發展機會時。多種新興技術,如物聯網、大數據(jù)及自動化將帶動金屬3D打印進一步應用推(tuī)廣。2016下半年(nián),我們期待(dài)金屬3D打印進一步迎勢而發!
3D打印目前在(zài)金屬零件製(zhì)造領域(yù)的應用空間相比,它給人留(liú)下了(le)巨大的想象(xiàng)空間(jiān)。最為根本的原因還是實用特性和開發出(chū)相對的高性能材料這兩方麵相(xiàng)對來說還不(bú)夠成熟。任何一項技術如果沒有實用性和基本材料的支撐(chēng),都很難長遠立足(zú)。盡管(guǎn)3D打印有其一係列的優點,但目前為止3D打(dǎ)印產品仍然未表(biǎo)現出(chū)突出的優勢。我們快猫视频APP下载安装上海增材(cái)製造技術有限公司希望通過我們(men)的葉工程師和技術團隊的努力為3D打印技術解決現有的技術缺陷,給金(jīn)屬零件快速(sù)成型貢(gòng)獻一個光明的(de)未來。相(xiàng)信藍鑄!質量(liàng)為魂,產品為魄,精益求精,創造卓越!