3d打印(什么是3d打印)
什么是3d打印
3D打印机出现在上世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。
现在主要应用与汽车制造业,医疗模具加工等......
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什么是3D打印
“3D打印”是通俗叫法,学术名称为快速成型技术,也称为增材制造技术,是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状,根据零件或物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。3D打印技术在美国已经产业化,目前全球有两家3D打印机制造巨头,分别Stratasys和3DSystems,均在美国纳斯达克上市,2011年营业收入分别为1.7亿美元和2.9亿美元。2011年3D打印市场规模17.1亿美元。不过,这一数字仅占全球制造市场的0.02%。在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上,传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固,但是使用3D打印技术,出来的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。
南风股份:
8月25日公告子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”,总投资1.68亿元,南方风机研究所投资的项目就是国际上流行的3D打印技术。
银邦股份:
8月15日公告与无锡安迪利捷贸易有限公司共同出资设立飞而康快速制造科技有限责任公司,新设立公司主营业务暂定为高密度、高精度粉末冶金零件、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售,其中主营业务中有部分产品涉及激光快速成型技术。该技术是金属3D打印技术中的一种。
大族激光:
公司以激光标记、焊接、切割设备起家,并依托光机电一体化的设备研发平台,成功拓展热点行业专用设备,涵盖行业包括LED、光伏、PCB和激光制版印刷行业。
中航重机:
去年拟与另7家公司共同投资成立中航激光成形制造有限公司,中航激光注册资本1亿元,其中公司出资2000万元。中航激光是国内唯一生产激光喷粉成型设备的公司,而且已经实现收入。
华中数控:
华中科技大学教授史玉升团队在国内的3D打印机研发方面,处于领先地位;作为华中科技大学控股的上市公司,已经与学校的相关研究机构展开3D打印设备的合作开发。
苏大维格:
国内少数既从事装备制造又从事产品生产的微纳光学制造企业之一。宽幅高品质数码激光模压全息原版、大幅面激光定位图像转移材料SVG-tf01、公共安全证卡防伪材料获得过国家重点新产品认定;数码激光立体(全息)照排系统、宽幅定位激光转移材料、宽幅激光高速直写设备、公共安全防伪材料获得江苏省高新技术产品认定。
光韵达:
精密激光制造和服务提供商,在国内激光模板产品与柔性线路板激光成型服务占据一定位置。
宏昌电子:
3D打印机使用液态环氧树脂,通过激光使树脂硬化成形,是3D打印的主要材料。
三驾马车力推产业化
《金证券》记者了解到,在国内,有三股力量正在力推3D打印技术产业化。第一股是以西安交通大学、华中科技大学、清华大学为代表的高校派;第二股力量是以银邦股份和南风股份等为代表的上市公司;第三股力量是引进国外3D打印设备的服务商。
史玉升是华中科技大学材料科学与工程学院副院长、材料成形与模具技术国家重点实验室副主任。他带领团队研发的世界最大激光快速制造装备入选2011年中国十大科技进展。他告诉《金证券》记者,他们研究3D打印是很早就开始的,但真正开始销售是在2000年,至今共卖出2百多台3D打印设备,单价在100万左右。
银邦股份、南风股份等上市公司,显然也瞄上了3D打印。
银邦股份8月公告,公司与无锡安迪利捷共同出资设立飞而康快速制造科技有限责任公司,主业暂定为高密度、高精度粉末冶金零件,各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售。
银邦股份董秘张稷告诉《金证券》记者,“公司主要与澳大利亚轻合金中心主任吴鑫华合作,飞而康公司主营3D打印的金属粉末生产和销售,可能在明年会投产,到时候将实现进口替代--和国外进口没有区别。但产品的价格是否会比进口的便宜,这还不好说,因为现在还没有产品出来。”
业内人士业对《金证券》介绍,国内3D打印技术最大的瓶颈是在材料上,就像打印机需要墨盒一样。目前很多企业配备3D打印设备后,需要源源不断从外国人手里买材料,而这些材料的价格是很高的。
南风股份本月也公告称,其子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”,总投资1.68亿元。据悉,南风子公司投资的项目就是国际上流行的3D打印技术,但为涉及核电、火电等高端重型装备的3D打印技术。
上述业内人士对《金证券》表示,像这种行业需要的可能只是几个零件,去生产模具,耗费很大,3D打印可以很好地节约成本。
引进国外3D打印设备的服务商,无疑是第三股力量,国内某3D打印服务商内部人士告诉《金证券》,公司主要引进德国、美国、以色列的3D打印设备,2008年到2010年销售情况最好,销售收入和利润都实现翻番。
该公司人士告诉《金证券》记者,“目前3D打印在国外应用较多,特别是美国、德国等发达国家,在创意、民用、医疗、工业上都有应用,在商业使用上已经达到了一定的水平。国内3D打印发展相对缓慢,总体而言,国内设备在打印精度、速度和尺寸上与国外设备存在差距。”
不过史玉升教授却并不这么认为。他解释说,3D打印技术有很多种,国内有一些技术是达到了国际水平的。
黎明前黑暗还是曙光
《经济学人》称,3D打印技术将推动实现第三次工业革命,市场上有人认为,3D打印在未来的应用会让传统制造业逐渐失去竞争力。那么3D打印是否真有那么大的魔力?
业内人士称,这是一项新技术,未来的发展谁也预料不到,这些率先进入3D打印项目的公司也是走一步看一步,“我个人觉得现在是黎明前的黑暗”。
史玉升教授则对《金证券》指出,现在是“黎明前的曙光”,“上海一家企业在我们这儿定买走了5台设备,民用领域对3D打印的需求会越来越多”。
但是,两人均不认为3D打印技术会颠覆传统制造业。
业内人士告诉《金证券》记者,“3D打印技术和传统制造业没有冲突,传统制造业在大规模批量生产领域的应用优势是绝对的,因为3D打印的成本高,一克材料可能就要几十块,而打印一个几斤的实物就需要几万块。”史玉升教授更表示,3D打印技术会促进传统制造业的发展。
采访中记者获悉,国内已经有公司针对3D打印技术,开始了3D打印前端市场的开发。据了解,他们根据客户的需求,生产了三维扫描仪,运用三维数字化技术获取实物几何信息,这种实物取像设备,可以把实物变成图纸,是一个逆向设计的过程。
3d打印,谁最流行上市公司市场炒作点
银邦股份成立子公司,主营3D打印的金属粉末生产和销售
南风股份投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”
中航重机与其他公司共同投资成立中航激光成形制造有限公司
华中数控目前3D打印项目尚在研发中,没有推向市场
中海达进军光电测绘市场和三维激光扫描市场
光韵达公告称,公司目前使用的激光技术不同于3D打印技术,公司最近一年不会开展3D打印技术这方面的产品和服务。
东睦股份目前国内最大的粉末冶金机械零件制造企业之一,主营产品为粉末冶金制品。
华工科技拥有激光打印业务
苏大维格拥有激光打印业务
大族激光拥有激光打印业务
3d打印是什么
3D打印是一种通过逐层打印的方式构造物体的技术。
3D打印(3D printing,又称增材制造、积层制造)是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。
3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响,是制造业有代表性的颠覆性技术。
所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同。普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,将图纸变成实物。
通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
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打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
3D打印的过程
1、三维设计
三维打印的设计过程是:先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,即切片,从而指导打印机逐层打印。
设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。
2、切片处理
打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素/英寸)或者微米来计算的。
一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex系列还有三维Systems ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。
用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。
传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而三维打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。
3、完成打印
三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法:先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物,比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西(如可溶物)作为支撑物。
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