3D打印技术最新进展 王康,黄筱调,袁鸿 (南京工业大学机械与动力工程学院,江苏 南京 211800) 首先介绍了3D打印技术在航空航天、工业设计和医学等领域的国内外发展现状,分析了几种典型3D打印技术的特点及其应用,然后重点介绍了混凝土3D打印技术及其快速、高效、个性化制造的优点,指出该技术具有广阔的应用前景。
3D打印技术是增材制造技术的一种,近几年该技术发展迅猛,潜力巨大,是当前最热门的新兴技术之一。3D打印机根据三维CAD模型将塑料、金属粉末或固体无机物粉末等可黏合材料通过不同类型的喷头,逐层堆积在工作台上并最终形成目标零件。与传统减材制造工艺不同,3D打印是一种通过不断添加材料直至工件完成的自由成形技术,在克服传统制造业难加工或无法加工的短板的同时,更大幅减少了整个加工过程当中原料的浪费。3D打印技术诞生于20世纪90年代中期,由于早期技术和成本的限制并没有得到广泛的运用[1]。经过20多年的发展,得益于工艺、材料和设备等方面的进步,现在的3D打印不仅价格更低,精度和可靠性也更高。
13D打印技术在各领域的应用现状 近年来,3D打印技术发展迅猛,一度被奉为“第三次工业革命”的象征性技术,其应用相当广泛,工业设计、航空航天和医疗等各大领域均已出现3D打印的身影。
1.1航空航天 欧美等发达国家和地区十分重视3D打印技术,已将其定为发展航空航天领域的关键技术之一。3D打印技术现阶段主要应用在2个领域:复杂零部件的直接快速制造和受损零部件快速修复[2]。 1)国外应用情况。 2013年,欧洲空间局(ESA)提出AMAZE计划,旨在发展以实现高技术金属产品的高效生产与零浪费为目标的增材制造,该计划的提出将首次实现大规模生产3D打印金属件以用于喷气式飞机、航天器以及核聚变等项目的零件制造。 自1997年至今,波音公司已经使用3D 打印技术近20年,超过20 000个3D打印的金属零件已被应用在多种飞机上。空客公司通过全球3D打印巨头的 FDM制造系统成功制造了1 000多个零件,并且已经应用在A350客机上。由于3D打印直接成形的特性,航空零件愈发依赖其生产力,3D打印技术也在快速改变着飞机的生产过程。 近日,通用电气公司一团队制造了一台微型喷气式发动机(如图1所示),该发动机的体积只有一个单肩包大小,由高熔点金属3D打印机打印完成。该发动机转速高达33 000r/min,将被应用于无人机[3]。〖HJ〗
图1〓3D打印喷气式发动机
基金项目:江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室开放性实验项目 作者简介:王康(1990—),男,江苏南京人,南京工业大学硕士研究生,主要研究方向为固态无机物粉末3D打印机关键技术。
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