摘? 要:3D打印是一項新型的數(shù)字化制造技術,被學術界稱為增材制造。其主要是利用計算機中記錄的數(shù)據(jù),再通過材料逐層堆積的方法制造出實體物品的一項新型技術。這項技術主要源于20世紀80年代的快速成型技術,是制造技術的重大的突破和飛躍,它將信息數(shù)據(jù)技術與制造技術融合在一起形成了一種新興的數(shù)字化制造技術,里面綜合應用了激光技術、數(shù)字技術、光化學技術等多種方面的技術。
關鍵詞:3D打印;多功能化;智慧化
中圖分類號:TP334.8;F426.6? ? ? ?文獻標識碼:A 文章編號:2096-4706(2019)09-0160-002
0? 引? 言
3D打印技術作為打印領域的一種新型技術,現(xiàn)階段在不斷快速發(fā)展。國內外的專家都認為,3D打印技術的發(fā)展十分有優(yōu)勢和前景,將可能會應用到各種大規(guī)模的個性化的生產(chǎn)和各種復雜精密零件的批量生產(chǎn)。如果技術成熟,被廣泛應用,則有可能成為全球制造業(yè)的第四次工業(yè)革命,現(xiàn)階段這項技術被廣大的媒體和新聞爭相報道,都認為3D打印產(chǎn)業(yè)將會成為未來新型的具有強大競爭力的技術產(chǎn)業(yè)。
1? 3D打印技術的概述
3D打印技術是屬于制造業(yè)一種新興的技術,并且在快速發(fā)展階段,被媒體稱為是具有“工業(yè)革命重大意義的制造技術”,且它的制造過程首先是根據(jù)計算機的3D模型或者掃描出3D圖片的零件,設計出具有立體的加工模型,然后再經(jīng)過3D打印機器,由一些金屬粉、尼龍粉等固體材料,逐層打印出模型[1]。3D打印技術與傳統(tǒng)的打印有很大的不同,它主要是做“加法”而不是做“減法”,它是先逐層對圖案進行掃描再分割成不同的截面,然后一層一層的堆積起來。它不需要模型和胚子,而是根據(jù)圖形的數(shù)據(jù)進行制造,這樣更有利于制造出復雜精密的零件。通過這樣的方式不僅可以簡化產(chǎn)品的制造,還可以降低產(chǎn)品的制造時間和復雜程度,有利于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,由此可見,3D打印技術有很大的發(fā)展前景。
2? 3D打印在行業(yè)中的應用
2.1? 建筑行業(yè)中的設計應用
在建筑方案設計過程中,工程師和設計師均可以采用3D打印技術建造完整的建筑模型,這樣就可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本、縮短建筑時間,同時還能起到環(huán)保作用,模型制作精美,足夠符合設計者的需求。
2.2? 航天航空中的設計應用
3D技術應用最為廣泛的行業(yè)之一就是航空航天行業(yè),眾所周知,航天航空領域對產(chǎn)品的要求就是材料復雜、精密度高、批量小、可靠性強以及零件差異性大等特點。產(chǎn)品的生產(chǎn)本來就是一個精密而且復雜的過程,通常都需要反復設計、研究、測試和改良。如果采用傳統(tǒng)的方法制造,不僅時間長而且耗資量也大。但是3D打印技術不一樣,它精密度高、生產(chǎn)時間短、成本低。因此,3D打印技術在航空航天領域具有很好的發(fā)展前景。
2.3? 在生物醫(yī)療行業(yè)中的應用
人造牙齒、骨骼、假肢以及助聽器等。
2.4? 在小配件小飾品行業(yè)中的應用
這個行業(yè)是距離大眾最近的一個行業(yè),可以讓顧客自己設計想要產(chǎn)品的細節(jié)、顏色、式樣等并通過3D技術打印出來,這樣既可以做到節(jié)省時間,又可以降低生產(chǎn)成本。在當今這個充滿個性的時代,人們大都更喜歡自己動手DIY,因為這樣做出來的東西更加具有紀念意義[2]。
3D打印技術還可以應用于其他領域,比如保護文物、科學研究、設計服裝等領域,一切可以用手摸、用眼看的東西都可以采用3D技術打印出來。
3? 3D打印技術的未來發(fā)展趨勢
我國正在往施工裝配化、設計標準化、管理信息化、生產(chǎn)工業(yè)化、裝修一體化的方向發(fā)展。3D作為一種建造技術,其發(fā)展必然會隨大勢所趨。
3.1? 在工業(yè)化生產(chǎn)中的發(fā)展趨勢
如果在施工現(xiàn)場直接3D打印的話,會受到環(huán)境、氣候、地形等因素的干擾,非常不方便。配件生產(chǎn)工業(yè)化具有生產(chǎn)效率高、環(huán)境可以控制、質量優(yōu)等特點,是3D打印技術發(fā)展的重要方向。在設計過程中,將建筑分解為若干個配件、部件和構件,將這些信息數(shù)據(jù)傳到工廠進行3D打印,無疑可以做到保質保量。
3.2? 設備打印多功能化的發(fā)展趨勢
3D打印技術的發(fā)展一定是沿著多功能化方向進行的。一套打印設施配置不同的機械手,通過機械手的不同而完成不同的施工方案,實現(xiàn)一機多功能的目的,既可以做到降低成本,又可以做到節(jié)約資源。
3.3? 安裝智慧化的發(fā)展趨勢
3D打印技術可以充分發(fā)揮它云計算、智慧化、高效化和精細化的特點。3D打印技術對空間場地和工作任務具有認知的功能,能夠輕而易舉的完成配件的精確定位和遠程運輸跟蹤,實現(xiàn)施工現(xiàn)場安裝智慧化和管理的有序化。
3.4? 發(fā)展的標準化趨勢
3D打印的機械裝備、施工工藝、質量控制以及材料體系標準化等涉及多產(chǎn)業(yè)和多專業(yè)的融合,所以,推動電子信息、建筑工程、工程機械等多領域的合作,是實現(xiàn)3D打印建造的必然趨勢。
4? 3D打印的思考和對策
隨著社會的不斷發(fā)展與進步,3D打印技術已經(jīng)成為了當今世界發(fā)展的新潮流,3D打印技術的發(fā)展是我國重大轉折點之一,它的出現(xiàn)是我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”轉變的重大機遇。如果我們不能領先占據(jù)3D打印技術的最高點,那么我們國家將會與發(fā)達國家之間的距離越落越遠,針對于這種情況,我提出了以下幾點建議,僅供大家參考。
首先,我國在世界上的制造產(chǎn)業(yè)中首屈一指,因此將傳統(tǒng)制造業(yè)的技術轉化為3D打印技術是發(fā)展的重頭戲,很多國家都把3D打印技術置于領先發(fā)展的地位,而作為這個行業(yè)中的龍頭老大,我國更加應該加快對3D打印技術的發(fā)展戰(zhàn)略和統(tǒng)籌規(guī)劃,并且加快研究并出臺相關的政策,將我國的工業(yè)技術進行轉型。制定一個關于發(fā)展智能制造業(yè)的相關的政策及規(guī)劃,并且對涉及到3D打印技術的產(chǎn)業(yè)提供一定的幫助和支持。
其次,既要符合中國現(xiàn)在發(fā)展的國情,又要讓3D打印技術長期發(fā)展,政府應該制定相關的政策,讓所有擁有3D打印技術的私人企業(yè)都會有自己獨立發(fā)展的空間,借助財稅杠桿原則,并且對已經(jīng)擁有3D打印技術的個人企業(yè)進行補助,給他們研發(fā)的補助資金和稅費方面的優(yōu)惠政策。讓他們可以提高制造的效率、提升在制造方面的準確度和精密度、降低制造的成本等方面的一系列的問題。除此之外,國家還應該大力推廣及發(fā)展3D打印這一技術,加強與發(fā)達國家在有關方面的密切合作,加強對產(chǎn)學的研究溝通與交流,加快將3D打印技術推向市場。
再次,在國防科技和重工業(yè)中,將3D打印技術的發(fā)展作為其重要的支撐,在經(jīng)濟發(fā)展迅速的重要地區(qū)的重要產(chǎn)業(yè)之中,將3D打印技術作為最重要的發(fā)展技術之一。我們國家可以在多個方面推廣以及推進3D打印技術的應用,在航空航天,汽車模型等領域的推廣尤為的重要[3]。在我國的工業(yè)設計、生產(chǎn)業(yè)、服務業(yè)、制造業(yè)及先進制造、信息化工程領域,3D打印技術是關鍵,要把這個技術納入產(chǎn)業(yè)發(fā)展和優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)的目錄。
最后,對于3D打印技術來說,這是一個以材料為主的產(chǎn)業(yè),中國如果要想搶占先機,站在經(jīng)濟科學領域的制高點,3D打印技術就是突破口,是使這一目標成為現(xiàn)實的關鍵要點。而要發(fā)展這一技術產(chǎn)業(yè),國家就扮演了重要的角色。因此,國家要支持部分研究3D打印技術的機構或者是擁有3D打印技術的企業(yè),并在全世界范圍內招聘在材料科學領域研究的領軍人物或者是團隊,這將成為3D打印技術能夠更加快速發(fā)展的關鍵。
5? 結? 論
綜上所述,我們應該提高對3D打印技術變化的敏感性,多認識了解3D打印技術的應用領域、對社會現(xiàn)狀和對未來的制造業(yè)的影響以及其發(fā)展前景和潛力,而近幾年3D打印技術發(fā)展甚是迅猛,國外對此技術在各個行業(yè)的發(fā)展和應用都在加大探索和研究力度,投入了大量的資金和人才。所以,我國也要抓住機會,緊跟時代的變化,把握時代節(jié)奏,要有長期發(fā)展的眼光,積極發(fā)展3D打印技術,不斷在這方面進行學習和探索,不斷培養(yǎng)這方面的領軍人才,爭取在世界技術研究和發(fā)展中占有重要或領先地位。
參考文獻:
[1] 房鑫卿.3D打印技術的發(fā)展歷程及應用前景 [J].輕工科技,2019(5):77-78.
[2] 常偉.SLA 3D打印技術在工業(yè)設計創(chuàng)新戰(zhàn)略中的應用探索 [J].大眾文藝,2019(8):96.
[3] 劉菲原.分析3D打印技術在電子信息領域的應用 [J].通訊世界,2019,26(4):65-66.
作者簡介:張萌(1997.08-),女,漢族,黑龍江肇東人,本科在讀,研究方向:工商管理。