3D打印技術主要應用于制造業(yè),以控制大規(guī)模生產的質量,降低傳統(tǒng)制造業(yè)的生產成本,提高速度和精度。世界上第一艘3D打印獨木舟是由3D打印技術創(chuàng)造出來的,并隨著第一輛3D打印車URL在加拿大的出現而成功推出,3D打印技術通過3D打印技術對傳統(tǒng)制造業(yè)產生了顛覆性的變革,通過軟件將材料堆積和制造出來,不需要材料切割、鍛造和裝配過程,節(jié)省了人力資源,提高了產品的生產效率。
康奈爾大學創(chuàng)意機器人實驗室的HodLipson提出使用3D打印技術來打印機器人部件,如電池、電線甚至微處理器。打印機不僅可以一次打印任意形狀的機器人,還可以打印機器人的所有機械設備和內部零件,并打印出來。當它到來時,它將被完全組裝。如果沒有組裝過程,打印機也可以打印出便攜式3克機器人,如圖8所示。機器人的剎車翼可以在空中自由飛行90秒。除發(fā)動機和蓄電池外,其他部件都打印出來。
工業(yè)三維打印機將在模具制造領域發(fā)揮越來越重要的作用。與傳統(tǒng)的加工方法相比,三維打印技術應用于模具設計領域。
工業(yè)3D打印機有其獨特的優(yōu)勢。隨著三維打印技術的不斷發(fā)展和成熟,三維打印技術將不可避免地應用于模具制造領域。這項技術
該技術拋棄了傳統(tǒng)的工具、工裝夾具和機床,生產出了所需的產品,模具可以提前、快速地進行設計。
三維模型的制作縮短了產品開發(fā)周期,節(jié)約了生產成本,實現了綠色模具和快速模具制造。
市場上的大多數產品都是一樣的,更多的人追求個性化的產品。這種消費趨勢的變化是必然的。
行業(yè)有影響。從手機、筆記本電腦到汽車。
3d打印在快速制造塑料件中的應用
(1) 單件(或數件)塑料件。
a. 低成本塑料功能零件的快速制造工藝。 對于拉伸強度小于15MPa的單件(或數件)塑料功能件,可以采用高分子粉末→SLS燒結→塑料原形件→滲樹脂增強→塑料功能件的工藝路線制造,其中低成本高分子粉末和增強樹脂由華中科技大學快速制造中心開發(fā)。汽車發(fā)動機缸頭即為用這種工藝制造的低成本塑料功能零件。
b. 高強度塑料功能零件的快速制造工藝。 對于拉伸強度大于15MPa的單件(或數件)塑料功能件,可采用華中 科技大學快速制造中心開發(fā)的尼龍(PA)基粉末,用SLS方法直接制造。
c. 精密鑄造熔模用塑料件的快速制造工藝。對于單件(或數件)精密鑄造熔模用塑料件,可以采用華中科技大學快速制造中心開發(fā)的低成本高分子粉末材料制作SLS原形,然后經過浸蠟處理,滲蠟件的拉伸強度為6.4MPa,可滿足熔模鑄造的要求。
(2)數十件塑料件。
數十件塑料制品的快速制造工藝,可采用以下技術路線:三維CAD→快速成形制作原形件→制作硅膠模(常稱“軟?!保捎秒p組分高分子材料真空注型法制成塑料件。
3d打印 在快速制造金屬件中的應用
(1) 與鑄造技術結合的工藝。
主要有基于SLS的覆膜砂型(芯) 鑄造工藝、基于SLS的石膏型精密鑄造工藝(如摩托車發(fā)動機缸體及鋁合 金鑄件)、基于SLS的內嵌其他材料的石膏型精密鑄造工藝(如內嵌鋼圈的摩 托車箱體鋁合金零件)等。
(2)基于SLS的金屬零件快速制造工藝。
采用填加高分子粘結劑的金屬粉末→SLS繞結→脫出分子粘結劑→滲低熔點金屬→金屬零件。
3d打印 在快速制造金屬
模具中的應用在現代制造業(yè)中模具起著越來越重要的作用。從1997年起,我國模具工業(yè)的 產值超過了機床工業(yè)產值。但傳統(tǒng)的模具制造成本高,周期長,無法加工結構復雜的模具。如在制作模具冷卻流道時,傳統(tǒng)方法采用在模具內部鉆孔來實現,當模具的形狀復雜時,這種方法無法使冷卻流道隨模腔的形狀變化而隨形分布,導致零件冷卻不均勻產 生變形,影響質量和成品率,特別是當采用精密注塑工藝時問題更加突出。雖然采用鑄造方法可以制作隨型冷卻流道的模具,但生產效率很低。采用本技術就可以解決上述問題。

工業(yè)是3D打印應用的核心區(qū)域。如今,工業(yè)設計是非常重要的,往往是產品成敗的關鍵。在產品的設計過程中,3D打印技術的參與加速了工業(yè)設計的步伐,因為3D打印技術能夠快速實現工業(yè)設計,特別是汽車等領域的工業(yè)設計,使得現在可以打印大的真實對象,實物是設計中的必要步驟,可以讓設計者或企業(yè)的決策者非常直觀地看到產品的形狀,然后決定是否產生了生產。當然,由于選擇性激光燒結等技術的存在,小批量生產也可以進行,因為這種技術可以形成金屬,有時小批量3D打印,在成本上比數字機床切割或壓鑄、沖壓要好。
3d打印抄數又稱為3d掃描,就是用手持式3D掃描儀對打印的產品樣板進行三維掃描,常見的3D掃描儀有兩種,一種是接觸式的,一種是非接觸式的。目前,非接觸式三維掃描儀是市場上的關鍵產品,它是結構光技術、相位測量技術和計算機視覺技術的結合。其特點是速度快、精度高(0.03mm),可掃描物體體積大。
與傳統(tǒng)的模具制造相比,快速成型和快速制造具有明顯的優(yōu)勢。
快速成型技術不受產品結構和形狀的限制,只要有cad數據,任何復雜的形狀和結構都可以很容易地完成,這就提供了個性化和定制化的可能性;快速成型技術和快速制造的應用技術上,無需開模,實現無模制造。制造業(yè)可以將新產品開發(fā)成本降低到傳統(tǒng)方式的1/3-1/5,將周期縮短到1/5-1/10。此外,大多數快速成型和快速制造設備可以在一天內無人看管和處理24小時,這節(jié)省了勞動力成本并提高了生產效率。
快速原型技術和快速制造技術可以應用于產品設計、開發(fā)、試制、小批量生產等部門,無論是在工業(yè)制造、教育、醫(yī)療、文物保護等領域,還是像飛機一樣大,像SMA一樣作為一個環(huán),只要物理打樣或其他領域是需要的??焖俪尚秃涂焖僦圃旒夹g可以應用于試生產中,具有廣泛的應用前景。
大大降低了后期輔助加工體積中的快速成型和快速制造,避免了外協(xié)加工的數據泄漏和時間跨度,特別適用于軍工、核電領域等高度保密的行業(yè)。
3D打印技術使“打印”產品自然無縫連接,形成一體,結構之間的穩(wěn)定性和連接強度遠高于傳統(tǒng)方法。

3D打印,3d打印的未來?
3D打印這個詞現在正變得越來越熱門,并且在全球范圍內得到了迅速的應用。作者在廣東工作的朋友介紹說,目前廣東生產的3D打印模型,售價約500元。對于產品的開發(fā)成本來說,不太貴?,F在,可以購買大約4000臺3D打印機,他們可以自己制作小產品或零件。
與二維打印相比,在市場上一年中,3D打印市場的空間僅有幾十億美元甚至數千億美元,而3D打印市場空間每年只有幾百億美元,或者是一個育種市場。但《經濟學人》雜志2011年2月稱,“3D打印技術可以廉價地從單一產品轉變?yōu)閿登ХN產品,從而破壞規(guī)模經濟,就像那些3D打印公司所做的那樣……像1450年的打印、1750年的蒸汽機和1950年的晶體管一樣,當時沒有人能夠正確預測它們在未來的廣闊應用前景,也沒有人能夠預測3D打印技術的長期影響。3D打印技術已經出現,它可能會破壞未來所觸及的每一個領域。
硅膠模具是一種流動的液體,無論顏色如何,實際上,質量不變。A組分是流動液體,B組分是固化劑。首先將模具或復制品加工好,取一定量的膠體,加入2-3%的固化劑。攪拌后使用均勻,2-3小時即可固化。具有不變形、無收縮、耐高溫的優(yōu)點,成型后可反復使用,為產品提供快速復制,產品收縮率可達兩千,主要用于手板模型和小批量復制產品。
用途:
手板模型設計、PVC塑料模具、水泥制品模具、熔點合金模具、合金玩具工藝、塑料玩具工藝品、禮品文具、大型雕像、文物復制、鞋底模具制造、印刷定位、電子設備抗震等。
操作工藝
1.手板型硅膠用于小型產品或精細產品。在模具脫模時,由于制品體積小,模具內部易損壞,因此需要使用軟硅膠制作模具,因此必須使用軟硅膠制作模具。
2.如果您是大型產品或大型產品,則必須使用具有大硬度的硅膠來制造模具,從而可保持制造。
快速成型:描述快速成型的優(yōu)點-快速成型
每個產品都要在市場上脫穎而出,那么它必須具有良好的作用和優(yōu)勢,以便被企業(yè)廣泛使用和喜歡,*重要的一點是它的優(yōu)勢是否優(yōu)于其他產品,快速原型是其中之一,所以快速原型的優(yōu)勢在哪里?
快速成型可以直接接受產品設計(CAD)的數據,無需任何模具、工具和夾具,快速生產新產品的樣品、模具或模型。因此,RP技術的推廣應用可以大大縮短新產品的開發(fā)周期,降低開發(fā)成本,提高開發(fā)質量。從傳統(tǒng)的“去除法”到今天的“增長法”,從模具制造到無模制造,這是RP技術對制造業(yè)的革命性意義。以上是快速原型制造優(yōu)勢所在的答案。從上面的角度來看,你可以看到,它的優(yōu)勢在這些地方體現出來。難怪市場上這么熱,以至于很難讓別人不喜歡它。
作為“工業(yè)4.0”時代的代表性領域,3D打印的關鍵是整合現有技術。三維打印技術是基于軟件控制、激光成形技術、材料技術的新興技術。在展會和論壇現場,您可以看到美國Stratasys、德國enVision Tec、德國EOS、Renishaw、Huashu、聯泰科技、西瑞3D等技術如何運用3D打印技術發(fā)展汽車試產、傳統(tǒng)模具制造及其經濟分析。目前,三維打印技術已經到了跨境合作的必然階段。在加強三維打印技術創(chuàng)新的同時,其實際應用也在不斷拓寬,技術也在不斷推廣。三維打印技術將在推動制造業(yè)智能化、高效、協(xié)同、綠色發(fā)展的過程中發(fā)揮重要作用。同時,TCT亞洲展將舉辦TCT亞洲峰會。圍繞3D打印技術的創(chuàng)新和應用,將為汽車、模具、快速成型和工業(yè)原型制造等企業(yè)建立“產品開發(fā)與原型制作平行論壇”。邀請國內外多位資深專家分享:
因為公司可以在內部使用3D打印設備,通過使用3D打印在本地制作原型,除了與NC加工或外包等其他方法相比成本更低的特點外,工業(yè)設計團隊還可以快速生產高質量的實際原型,并且可以重復更多的原型而不影響預算和時間安排。更多的原型設計意味著有更多的機會來評估零件功能是否符合預期,并在工具生產之前識別潛在的缺陷。經過近20年的發(fā)展,材料加成制造具有一定的智能化,有時可以制造成品,特別適合于小規(guī)模的操作和定制操作。3D打印給今天的從業(yè)者帶來了真正的變化。原型制作和其他小規(guī)模操作將從中受益。3D打印技術在不同領域的深度融合必將推動制造業(yè)的重大變革。
3d打印模具的條件
1 設備
(1) SLS設備包括主機和控制系統(tǒng)。
SLS系統(tǒng)主機由自動送粉裝置、升降臺、預熱裝置、激光掃描裝置、檢測裝置等組成。針對目前國內外直接用SLS系統(tǒng)制造大尺寸零件的困難,華中科技大學從預熱裝置、預熱溫度控制、激光掃描等方面解決了大尺寸SLS零件易變形的問題,開發(fā)了目前世界上最大工作臺(500 mm×500 mm)的SLS系統(tǒng)。系統(tǒng)主要性能參數為:激光器,CO 250W;激光定位精度0.02mm;激光最大掃描速度5m/s。SLS控制系統(tǒng)的硬件由控制系統(tǒng)、傳感器檢測裝置和驅動單元組成。為了實現高性能、高可靠性和低成本,提出了一種基于軟件芯片的控制系統(tǒng)結構。控制系統(tǒng)由接口模板、驅動單元、檢測裝置等組成。該軟件用于實現硬件完成的多個功能。在保證系統(tǒng)可靠性和技術指標要求的前提下,大大降低了控制系統(tǒng)的硬件成本。
(2) 真空注型設備。
利用SLS原型(或其他原型零件)快速制作硅橡膠模具,利用該模具,可以在真空鑄造設備中快速小批量地將塑料制品澆注出來。真空注射設備是華中科技大學研制開發(fā)的。最大澆注尺寸為680 mm×480 mm×540 mm。
2 材料
(1) 低成本SLS粉末材料。
國外SLS粉體材料的價格非常昂貴,只賣給購買SLS系統(tǒng)的用戶。材料的配方和制備方法是嚴格保密的。因此,在分析和比較國外同類材料的基礎上,以國內原料為研究對象,在對粉末燒結材料的吸熱、導熱、收縮、熔點、玻璃化轉變溫度、熔體粘度和流動性等物理性能進行了大量研究和實驗的基礎上,研制了適合不同用途的八種具有自主知識產權的SLS粉末材料。即聚苯乙烯(PS)基體、高沖擊聚苯乙烯(HIPS)基體、PS/碳納米管復合材料、聚酰胺(PA)/玻璃微珠復合材料四種高分子粉末材料、鐵基、不銹鋼基體、自熱三種金屬粉末材料、1種涂層砂SLS粉末材料,其綜合指標均達到了國內外同類材料的水平。
(2) 真空澆注材料。
聚氨酯彈性體以其高強度、高硬度、高模量等優(yōu)良的綜合性能廣泛應用于汽車、建筑、輕工、航天等領域。但是,由于普通聚氨酯樹脂的透光性和耐熱性較差,其應用范圍受到限制。因此,提高聚氨酯樹脂的耐熱性,生產高透明、高強度、高硬度、高模量的樹脂,已成為聚氨酯材料研究的熱點。華中科技大學快速制造中心成功開發(fā)了一系列真空澆注用透明聚氨酯樹脂材料。
3 軟件
軟件包括在線實時區(qū)域自適應切片軟件、直接切片軟件系統(tǒng)、工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)、二維中空軟件等。
4 工藝
(1) 塑料功能零件的制造。
對于強度要求較低(小于15 MPa)的塑料功能件,為了克服國外尼龍基結晶聚合物粉末材料塑料功能件的缺陷,建議先用非晶態(tài)聚合物粉末材料制造塑料零件,再滲透樹脂增強。針對高強度(大于15 MPa)的塑料功能件,采用SLS法直接制備了華中科技大學快速制造中心研制的尼龍基粉末材料。
(2)結合傳統(tǒng)鑄造工藝。
利用SLS技術提高傳統(tǒng)鑄造工藝的水平,主要方法是利用SLS技術制造模具和砂模(芯)。目前國外熔模鑄造用SLS材料價格昂貴,汽化溫度高(1000℃以上),不適合我國現有的傳統(tǒng)鑄造工藝。為此,我們提出了開發(fā)低成本SLS材料的技術方案,并與我國傳統(tǒng)的精密鑄造技術相結合。
(3)金屬零件/模具的快速制造工藝。
在自行研制的低成本SLS金屬粉末材料的基礎上,探索了一套具有后續(xù)冷卻通道的復雜金屬零件和模具快速制造的工藝路線。
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