3D打印巧克力
早上醒來(lái),拿起一袋黑粉放進(jìn)桌上的打印機里,幾分鐘后,美味的巧克力餅早餐就做好了。
3D打印房子
在某個(gè)待開(kāi)發(fā)的無(wú)人島,工人們登陸后只要就地取材,把沙子和石頭進(jìn)行粉碎,加上少許專(zhuān)用粉末投入到打印機中,幾小時(shí)后,一排堅固耐用的宿舍和工廠(chǎng)就屹立起來(lái)。

3D打印玩具
小女兒對各種芭比娃娃的喜新厭舊也再不會(huì )讓母親擔心錢(qián)包,電腦下載最新款的圖紙,網(wǎng)上買(mǎi)一包塑粉,分分鐘就有實(shí)體玩具讓她喜笑顏開(kāi)……

這不都是夸張,只是敘述已經(jīng)發(fā)生的和將要發(fā)生的,你還能保持淡定?那些粉體真有這么神奇?
1 基本原理
3D打印,即快速成型技術(shù)的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構造物體的技術(shù)。
說(shuō)的再形象和通俗一些,3D打印也需要電腦里有類(lèi)似普通打印所需要的備打印文件,只不過(guò)它的“墨盒”里裝著(zhù)的不是普通墨水,而是3D打印材料。顧名思義,打印出的是立體樣品而非平面圖紙。
2 應用方向
3D打印已涵蓋汽車(chē)、航天航空、日常消費品、醫療、教育、建筑設計、玩具等領(lǐng)域。
目前3D打印粉體技術(shù)的優(yōu)勢主要是縮短設計階段的時(shí)間,使得設計者的模型實(shí)現起來(lái)比較便利。
譬如,在傳統的制造業(yè)流程中,不管什么行業(yè),設計師的圖紙,需要在拆分為各個(gè)元素后,去開(kāi)模,然后再組裝,其弊病就是花費的周期比較長(cháng)。而當設計師對模型做出調整后,相同的步驟又得重復一遍,循環(huán)往復。
而有了3D打印,設計師的圖紙可以快速變成實(shí)體的東西,然后開(kāi)模,進(jìn)行規?;笊a(chǎn)。
3 技術(shù)現狀
世界著(zhù)名3D打印權威胡迪·利普森在他的新著(zhù)“3D打?。簭南胂蟮浆F實(shí)”中是這樣描述:“人類(lèi)史無(wú)前例地實(shí)現了對物體形狀的掌握”這只是第一階段目標,而第二階段—控制物體的構成,“即不僅僅是塑造外部幾何形態(tài),而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的內部結構則剛剛啟幕”。目前行業(yè)的主要應用還處于第一階段,第二階段仍在攻堅,雖然艱難,但世界范圍內的研發(fā)正朝著(zhù)這個(gè)目標行動(dòng),相信不會(huì )很久就會(huì )有所突破。
撇開(kāi)第二階段不談,在第一階段與粉體材料相關(guān)的內容才是本文重點(diǎn)。我國對3D打印技術(shù)的需求并非集中在設備上,而是體現在對3D打印用耗材種類(lèi)多樣性和對代理加工服務(wù)的需求上。
目前,3D打印用材料大都由快速成型廠(chǎng)家直接提供,尚未實(shí)現第三方供應通用材料的模式,導致材料的成本非常高。
同時(shí),國內尚無(wú)針對專(zhuān)用于3D打印的粉末制備研究,對粒度分布、氧含量要求嚴格,有些單位采用常規的噴涂粉末替代使用,存在著(zhù)很多的不適用性。
在3D打印快速成型方面,研發(fā)和生產(chǎn)通用性更強的材料是技術(shù)提升的關(guān)鍵。解決好材料的性能和成本問(wèn)題,將更好地推動(dòng)我國的快速成型技術(shù)的發(fā)展。
目前,我國3D打印快速成型技術(shù)使用的材料大多需從國外進(jìn)口,或設備廠(chǎng)家自己投入巨大精力和經(jīng)費研制,價(jià)格昂貴,致使生產(chǎn)成本提高,而國內該機器使用的材料其強度、精度都較低。3D打印材料國產(chǎn)化已勢在必行。
4 應用實(shí)例
荷蘭3D打印耗材制造商ColorFabb因開(kāi)發(fā)出了多種創(chuàng )新的3D打印線(xiàn)材而知名。
這家公司是由Ruud Rouleaux于2013年創(chuàng )立的,成長(cháng)時(shí)間雖短,但推出的新產(chǎn)品卻不少,比如Woodfill線(xiàn)材、FabB XT(共聚酯)和Bronzefill線(xiàn)材等。尤其是近期推出的BronzeFill,能夠讓普通3D打印機打印出有青銅效果的3D對象,很受市場(chǎng)歡迎。

“BronzeFill已經(jīng)成為ColorFabb的一個(gè)非常熱門(mén)的產(chǎn)品,我們在社交媒體上看到了許多用戶(hù)分享的使用它們3D打印出來(lái)的非常漂亮的模型。”ColorFabb指出。“顯然,使用桌面3D打印機打印金屬制品才是創(chuàng )客群體真正感興趣的。”
為了讓用戶(hù)們有個(gè)更多的選擇,如今ColorFabb又推出了一款與Bronzefill類(lèi)似的3D打印材料copperFill。copperFill是在PLA材料中混入細微的銅粉制成的。 這意味著(zhù)該材料打印的對象同樣可以被拋光,形成類(lèi)似金屬的效果。
由此可見(jiàn),3D打印的核心是它對傳統制造模式的顛覆,因此,從某種意義上說(shuō),最關(guān)鍵的不是機械制造,而是材料研發(fā)。而粉體相關(guān)的企業(yè)能越早起步,面對下游應用越來(lái)越廣泛,要求越來(lái)越提升的趨勢,在生產(chǎn)源頭與之緊密的結合起來(lái),對于未來(lái)的競爭力無(wú)疑是極大的提升,甚至對原行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響。
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