本篇文章給大家談談建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及3d建筑打印行業(yè)分析對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,3d打印發(fā)展現(xiàn)狀,2、,3D打印技術(shù)的應用領(lǐng)域,3、,3D打印的發(fā)展現(xiàn)狀是怎么樣的,4、,3D打印技術(shù)可以進入哪些行業(yè),它們的發(fā)展前景怎么樣呢?
本篇文章給大家談談建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及3d建筑打印行業(yè)分析對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽:
- 1、3d打印發(fā)展現(xiàn)狀
- 2、3D打印技術(shù)的應用領(lǐng)域
- 3、3D打印的發(fā)展現(xiàn)狀是怎么樣的
- 4、3D打印技術(shù)可以進入哪些行業(yè),它們的發(fā)展前景怎么樣呢?
- 5、3d打印技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景
- 6、淺談3d打印技術(shù)論文
3d打印發(fā)展現(xiàn)狀
2020年我國3D打印市場規(guī)模超200億元 全球排名第三
2017-2020年,我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加,增加速度要略快于全球整體增速,以致于我國3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。根據(jù)2020年3月賽迪顧問發(fā)布的《2019年全球及中國3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》,2019年,中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為157.5億元,同比增加31.1%。經(jīng)初步統(tǒng)計,2020年中國3D打印規(guī)模突破200億元,約為208億元。
美國3D打印的產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全球比重40.4%,德國僅次于美國,中國位居第三。作為3D打印起步較晚的中國,近幾年,抓緊自主創(chuàng)新和研發(fā),雖然和國外的技術(shù)還有一定差距,但也一步步朝著精細化和專業(yè)發(fā)展。當然,國內(nèi)巨大的市場潛能,也吸引了不少國外3D打印行業(yè)巨頭的目光和投資,進一步推動了中國3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
3D打印設備占比近45%
根據(jù)賽迪顧問(CCID)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2020年,中國3D打印設備產(chǎn)業(yè)規(guī)模92.54億元,占比最高,達到44.58%;3D打印服務產(chǎn)業(yè)規(guī)模64.46億元,占比31.05%;3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模50.59億元,占比24.37%。
多數(shù)3D打印機價格在2500美元以上
3D打印機隨用途的不用價位也不同,一般商用打印機價位較高,價位為幾萬到幾十萬不等;國內(nèi)購物網(wǎng)站上已經(jīng)可以購買到廉價的3D打印機價格在3000至5000元不等,并配有快速入門指南、相應軟件下載、機器矯正等介紹。隨著3D打印技術(shù)的應用越來越廣泛,各種耗材、打印機的價格必將呈現(xiàn)下降趨勢,未來3D打印機完全有可能像傳統(tǒng)打印機一樣,成為每家每戶都買得起、用得上的設備。
3DScienceValley對企業(yè)的調(diào)查顯示,中國市場對于高端的工業(yè)級3D打印設備采購占據(jù)主流地位,有超過44%的企業(yè)采用的10萬美金/臺以上的工業(yè)級3D打印機。
汽車、工業(yè)機械與航空航天是主要應用領(lǐng)域
3D打印應用的領(lǐng)域廣泛,3D打印在下游應用行業(yè)和具體用途領(lǐng)域的分布反映了這一技術(shù)具有的優(yōu)勢和特點,同時也反映了這一技術(shù)的局限和在發(fā)展過程中尚需完善的地方。
根據(jù)中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計,在應用領(lǐng)域方面,由于工業(yè)機械、汽車制造、航天航空等領(lǐng)域?qū)τ跇?gòu)件質(zhì)量要求、定制化要求較高,因此,我國3D打印應用領(lǐng)域主要集中于工業(yè)機械、汽車制造、航天航空等領(lǐng)域,三者合計占比超過50%,其中工業(yè)領(lǐng)域應用占比20%,航空航天應用占比18.90%,汽車領(lǐng)域應用占比16.00%。
注:相關(guān)官方機構(gòu)未公布2020年數(shù)據(jù),上述數(shù)據(jù)為中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2018年統(tǒng)計數(shù)據(jù),僅供參考
—— 以上數(shù)據(jù)參考前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國3D打印行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》
3D打印技術(shù)的應用領(lǐng)域
3D打印使復雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成為可能建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,同時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的一體化趨勢逐漸顯現(xiàn)。由于目前生產(chǎn)工藝的限制,一般產(chǎn)品大多由若干部件組裝起來共同構(gòu)成產(chǎn)品的主體結(jié)構(gòu)。這種組裝結(jié)構(gòu)增加了產(chǎn)品的質(zhì)量、體積、復雜度和故障幾率,同時在生產(chǎn)和裝配過程中浪費了大量的材料及能源。
3D打印技術(shù)的“加式”方法使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一體化,變得更加簡單,甚至某些特殊鉸接結(jié)構(gòu)可借助輔助性材料一次成型而無需組裝,不僅提高了生產(chǎn)效率,也提高了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強度和可靠性 。
(1)3d打印技術(shù)在汽車制造工作的具體應用
a.各類零件的制造建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀: 3D打印技術(shù)所生產(chǎn)的零件則較為精細,力學性能也較為可靠。并且在處理一些突發(fā)狀況時,3D打印技術(shù)有著絕對的優(yōu)勢,例如在汽車制造時,某一些零件出現(xiàn)意外問題,此時就可以使用3D打印技術(shù)來進行緊急的修復,3D打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)的制造技術(shù),其生產(chǎn)周期非常短,并且可以使用加急打印,可以在短時間內(nèi)解決意外產(chǎn)生的問題。這可以減少企業(yè)為了應對突發(fā)情況所準備的庫存零件,可以在一定程度上增加企業(yè)的資金流通程度,促進企業(yè)的發(fā)展。
b.復雜模具的更高效、便捷的制造 :3D打印技術(shù)可以將模具一體成型,不再需要拼接等方式來制造模具,3D打印技術(shù)中選取激光燒結(jié)技術(shù)可以直接制作模具,這對于汽車制造企業(yè)控制模具投入成本有著極其重大的意義。同時3D打印技術(shù)所制造的復雜模具精確度很高,力學性質(zhì)非常的穩(wěn)定,這對于模具的實用性有很大的提升。
c.實現(xiàn)輕量化零件的更有效制造 :3D打印技術(shù)可以在確保了零件力學性能的情況下,有效地制作出輕量化零件。例如Fortus900mc生產(chǎn)型的3D打印機就可以生產(chǎn)出比同等質(zhì)量黏土還要輕的且可以保證力學性能的零件。這為汽車行業(yè)響應可持續(xù)化發(fā)展提供了技術(shù)保障。
(2) 3D打印技術(shù)在汽車維修中的應用
a.3D打印技術(shù)在零部件維修工作中的應用 :目前在汽車維修行業(yè)中已經(jīng)有許多零部件采用3D打印技術(shù)進行生產(chǎn),例如后視鏡,門把手,汽缸,各類齒輪等部件。
b.3D打印技術(shù)在維修工具中的應用 :3D打印技術(shù)可以在電腦上針對于不同零件的尺寸與規(guī)格,對相應的維修工具進行精確的建模,使得其具有標準的尺寸與規(guī)格,可以完全匹配所需要進行維修的零件。這對于汽車維修行業(yè)來說,具有非常重大的意義。
汽車制造行業(yè)與維修行業(yè)在不斷的發(fā)展中遇到了許多實際的問題,而3D打印技術(shù)作為一項新興的技術(shù),可以有效地解決汽車制造行業(yè)與維修行業(yè)所遇到的各類問題。3D打印技術(shù)目前已經(jīng)在汽車零部件的制造與復雜模型的制造和維修零部件與維修工具的制造中有了許多的應用。3D打印技術(shù)的應用對于汽車制造業(yè)與維修行業(yè)的發(fā)展有了極大的促進作用,并給整個汽車行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的影響。
(1)打印渦輪葉片的鑄造型芯
(2)打印發(fā)動機支架?
(3)打印燃料噴嘴
(4)其他3D應用的重大消息
波音公司已經(jīng)利用3D打印技術(shù)制造出300種左右的飛機零部件,同時波音公司正在與霍尼韋爾公司研究利用3D打印技術(shù)打印飛機機翼等更大型的產(chǎn)品。在國內(nèi),西北工業(yè)大學黃衛(wèi)東教授團隊利用3D打印技術(shù),制造出長達5m的鈦合金機翼前緣,并且通過了中國商用飛機公司的5項測試,其性能略高于此前業(yè)界常用的鍛造件建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀;北京航空航天大學王華明教授團隊,針對大型飛機、航空發(fā)動機等國家重大戰(zhàn)略項目,經(jīng)過多年研究,在國際上首次全面突破了鈦合金、超高強度鋼等難加工大型復雜整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形工藝、成套裝備和應用關(guān)鍵技術(shù),并已在飛機大型構(gòu)件生產(chǎn)中研發(fā)出五代、10余型裝備系統(tǒng),已經(jīng)接受近10年的工程實際應用考驗,使建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國成為迄今唯一掌握大型整體鈦合金關(guān)鍵構(gòu)件激光成形技術(shù)并成功實現(xiàn)裝機工程應用的國家。
3D打印技術(shù)在打印牙齒、骨骼修復等方面的技術(shù)已經(jīng)比較成熟。同時,3D打印技術(shù)在打印細胞、軟組織、器官等方面也有所發(fā)展。
(1)在骨骼修復方面的應用
在骨骼修復方面,3D打印技術(shù)的應用主要在三方面。
一是利用具有良好的生物力學性能和生物相容性的鈦及其鈦合金材料以及聚醚醚酮(PEEK)等3D打印植入物,在骨缺損、骨腫瘤修復等具有較廣泛的研究和應用建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀;
二是用作骨科手術(shù)輔助材料的打??;
三是以可降解生物醫(yī)用材料為基體,通過3D打印來構(gòu)建骨組織工程支架,用于性化骨損傷修復,不同于材料植入物,可生物降解材料可降低排異反應。
(2)在口腔領(lǐng)域的應用
在口腔方面應用的材料主要有合金,生物陶瓷及光敏樹脂等。合金材料主要用選擇性激光熔化成型技術(shù)來3D打印制作活動假牙支架、牙釘、烤瓷牙金屬內(nèi)冠、牙橋內(nèi)冠、舌側(cè)正畸托槽等,用于牙齒的修復。
(3)在矯形外科方面的應用
通過逆向工程來構(gòu)建缺損部位的結(jié)構(gòu),再應用3D打印將該缺損部位打印出來,形成個性化植入物,可以很好地將植入物與個體頜面部的結(jié)構(gòu)精準吻合,從而使缺損組織的形態(tài)和功能得以恢復及美化。國內(nèi)首例3D打印鈦合金已經(jīng)成功應用于頜面部整形。
(4)用于醫(yī)學模型設計
利用3D打印技術(shù)制作病理器官模型,近年來,3D打印的醫(yī)學器官模型已經(jīng)廣泛應用于臨床實踐和教學中,為臨床的發(fā)展注入了新鮮的血液。
利用3D打印的醫(yī)學模型能將病理器官及相關(guān)組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細節(jié)形象地顯示出來,使身體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)變得更為直觀明了,用于輔助術(shù)前計劃和手術(shù)治療分析及臨床教學等。
雖然3D打印技術(shù)在醫(yī)用領(lǐng)域中的個性化、精準化治療方面表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢,并且已經(jīng)在臨床應用中取得了很大的進展,且在這方面的應用與研究受到了越來越多的關(guān)注。但由于受到3D打印設備和材料的限制,目前該技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域還沒有達到規(guī)?;膽?。而隨著研究者對3D打印設備,工藝研究的不斷更新,打印材料的不斷改進,3D打印技術(shù)在生物醫(yī)用領(lǐng)域的應用將會越來越廣。
(1)國外發(fā)展現(xiàn)狀
國外的3D打印技術(shù)到現(xiàn)在已發(fā)展30多年,“輪廓工藝”打印技術(shù)、“D-Shape”工藝、3D混凝土打印技術(shù)現(xiàn)在都較為成熟。3D打印在建筑領(lǐng)域也日漸成熟,由荷蘭建筑師簡加普·魯基森納思設計的“莫比烏斯環(huán)屋”就是運用打印而建成的,以及迪拜推出了宏大的3D打印戰(zhàn)略計劃,計劃2025年前25%新建筑都均3D打印技術(shù)建造。
(2)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
國內(nèi)起步晚,但在政府的支持下,也已經(jīng)建立了多個科研中心,推動著我國3D打印技術(shù)發(fā)展。以同濟大學、清華大學及華中科技大學等科研高校所組成的研究隊也在進行著深入的探索。目前主流的研究隊進行進深入探索。在環(huán)境政策上國家對其也給予了大力支持,《中國制造2025》《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》和《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020年)》等政策先后出臺,為我國3D打印材料的發(fā)展提供了保障。
(3)3D打印建筑案例
a.莫比烏斯環(huán)屋
莫比烏斯環(huán)屋是以“莫比烏斯環(huán)”為原型,利用3D打印技術(shù)建造而成的,是世界上第一座由3D打印技術(shù)建造而成的房屋。耗時一年半,于2014年年底竣工,建筑面積高達10?500ft2。其建造原理是將建筑分成一個個6m×9m的塊材,利用超大型3D打印機進行打印,最后進行拼合。
b.蘇州別墅
一棟于2018年建成的位居蘇州的別墅也是采用的3D打印建造技術(shù)。歷時三天,僅由三名建造工人就完成了一棟130m2的別墅的全部建造過程。建筑材料選用鋼筋、水泥和建筑垃圾混合而制,置于3D打印機中,再噴繪而出,層層疊加,完成建筑墻體部分建造(見下圖)。建筑內(nèi)部的家具也多采用3D打印技術(shù)打印而成(見下圖)。
在軍事領(lǐng)域,3D打印技術(shù)給裝備保障帶來的變化無疑也是革命性的。 在未來信息化戰(zhàn)場上,無論武器裝備處于任何位置,一旦需要更換損毀的零部件,技術(shù)保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機,直接把所需的部件一個一個地打印出來,裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰(zhàn)場 ,例如:3D打印導彈系統(tǒng)。
這項技術(shù)如果在戰(zhàn)場上得到廣泛應用,可以用于 應急維修,保證武器裝備能夠得到及時的維修,以最快速度回到戰(zhàn)場上,保證部隊的作戰(zhàn)能力 。據(jù)外媒報道,美國陸軍已經(jīng)加入擴展3D打印行動,為“增強小型前線作戰(zhàn)基地的可持續(xù)作戰(zhàn)能力”,2012年,他們先后向阿富汗戰(zhàn)區(qū)部署了兩個移動遠征實驗室,實驗室由一個6m的集裝箱制成,配備有實驗室設備、成型機、3D打印機和其他制造工具,可以將塑料、鋼鐵和鋁等材料打印為戰(zhàn)場急需零部件。
3D打印在食品領(lǐng)域也有成功的應用,做成的鮮肉特別有彈性,而且烹飪后肉質(zhì)松散有嚼頭,絲毫不遜于真正的肉。美國泰爾基金會近日已投資成立了“ 鮮肉3D打印 技術(shù)公司”,希望能夠為大眾提供安全放心的豬肉產(chǎn)品;德國科技公司Biozoon最近推出了一種叫 “Smoothfood”的3D打印食品 ,為進食困難的老年人帶來福音,這種食品的制作方法是:將食品原料液化并凝結(jié)成膠狀物,然后通過3D打印技術(shù)制造出各種各樣的食物。這種食物很容易咀嚼和吞咽,很可能成為老人護理行業(yè)的革新者;國內(nèi)福建省藍天農(nóng)場食品有限公司利用 3D打印技術(shù)做出色彩繽紛的個性化餅干 ,受到兒童和年輕女孩的喜愛,市場銷路非常好。
3D打印技術(shù)在考古文物領(lǐng)域主要用于 修復已經(jīng)破損的古文物 。在應用3D打印技術(shù)進行文物修復時,需要使用3D掃描儀掃描破損文物,完成數(shù)據(jù)采集,并處理數(shù)據(jù),建立相應的模型之后進行打印美國哈佛大學閃族博物館的兩位研究人員通過3D打印修復了一個3000年前被打碎的 瓷器獅子 ,杭州銘展科技有限公司采用3D打印技術(shù)修復的 天龍山石窟的石像 古文物的修復展示了3D打印技術(shù)在保存物質(zhì)文化方面的作用。
3D打印技術(shù)在時尚界主要用于制作 個性化的衣服鞋子等時尚品 。目前,3D打印技術(shù)主要是應用尼龍蠟ABS聚碳酸酯金屬和陶瓷等粉末材料,采用選擇性激光燒結(jié)成型的技術(shù)制作衣服和鞋子,如3D時尚涼鞋及背包3D打印技術(shù)在時尚界引起轟動。
3D打印技術(shù)在日常生活用品中主要用于 制作個性飾品 ,如個性筆筒手機外殼戒指以及各種飾品都可以通過3D打印技術(shù)打印出來.
最近,迪士尼的一組研究人員利用3D打印技術(shù)在與有機玻璃同樣效果的高透光塑料上,以低廉造價打印出了 L C D屏幕與多種傳感器 ,實現(xiàn)了I T應用中的新突破。利用3D打印光導管可以制造出高科技的 國際象棋 ,這些國際象棋的棋子可以偵測并顯示當前位置。3D打印技術(shù)必將為智慧生活和智慧城市創(chuàng)造出更多的IT應用。
3D打印技術(shù)在制造業(yè)主要用于控制大規(guī)模生產(chǎn)質(zhì)量,降低傳統(tǒng)制造業(yè)的制作成本,提高速度和精確度。 從3D打印技術(shù)造出世界首艘3D打印皮劃艇 ,并且成功下水開,到世界上首輛3D打印汽車Urbee在加拿大亮相,3D打印技術(shù)對傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生了一種顛覆性的變革。?3D打印技術(shù)通過軟件將材料一層層堆積制作出產(chǎn)品,無需對材料切割、鍛打組裝等工序,節(jié)約人力資源,提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。
康奈爾大學創(chuàng)意機器人實驗室HodLipson提出使用 3D打印技術(shù)打印機器人的零部件 ,比如電池電線,甚至微處理器等,打印機不僅可以打印出形狀隨意的機器人,也可以一次性打印而成機器人所有的機械裝置和內(nèi)部部件,并在打印出來時就完全裝配好,無需組裝過程(如圖所示)打印機還可以打印出如圖所示的僅3克重的輕便型的機器人,該機器人制動翅膀在空中自由飛行可以持續(xù)90秒,除了發(fā)動機和電池,其他部分都是打印出來的。
在"大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新"的大環(huán)境下,開展中學生的創(chuàng)客教育能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思維, 三維建模技術(shù)、3D打印技術(shù)能夠把中學生的設想變?yōu)閷嶋H模型,從而驗證設想的可行性 。
另外, 結(jié)合3D打印技術(shù)的醫(yī)學高等教育模式 是對傳統(tǒng)模式的創(chuàng)新和發(fā)展,提升了學生學習的積極性和效果,未來隨著技術(shù)的發(fā)展和教學方法的改進,由3D打印技術(shù)創(chuàng)建的教學環(huán)境將更逼真及個體化,學生將更易理解和掌握相關(guān)知識。但仍存在許多挑戰(zhàn)和問題,還需建立全面的倫理體系以保證其合規(guī)性。
3D打印的發(fā)展現(xiàn)狀是怎么樣的
總體來說建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,3D打印具有相當可觀建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的想象空間建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,可應用領(lǐng)域十分廣泛,像傳統(tǒng)的制造業(yè),以及汽車、消費電子、醫(yī)療器械、建筑工程等。這些領(lǐng)域都可以通過與3D打印結(jié)合,從而獲得更好發(fā)展。
在3D打印技術(shù)不斷成熟下,其產(chǎn)業(yè)潛力有望快速釋放,市場規(guī)模擴張可期。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國3D打印產(chǎn)業(yè)市場需求與投資潛力分析報告》統(tǒng)計,2016年,全球3D打印市場規(guī)模達到159億美元,預計到2020年,全球3D打印市場規(guī)模將達354億美元。
但值得一提的是,無論是在建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國,還是全球范圍,3D打印都還是處于初期探索階段,主要原因是卡在材料、市場定位、批量打印三大難關(guān)上。在三大難關(guān)未攻克前,3D打印產(chǎn)業(yè)很可能是延續(xù)緩慢增長態(tài)勢。
另外,3D打印還面臨著商業(yè)模式單一、專業(yè)人才短缺等煩惱。所以,3D打印要想實現(xiàn)真正的爆發(fā)式增長,仍需克服重重難關(guān)。長期來看,3D打印潛力巨大,前景一片大好,甚至有望在全球掀起新一輪技術(shù)革新浪潮。
3D打印技術(shù)可以進入哪些行業(yè),它們的發(fā)展前景怎么樣呢?
3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今,已經(jīng)逐漸成長為可以滿足工業(yè)生產(chǎn)、實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型的重點產(chǎn)業(yè)。3D打印技術(shù)衍生的設計、軟件、材料、數(shù)字制造等新的產(chǎn)業(yè)鏈,正在逐步優(yōu)化傳統(tǒng)制造,構(gòu)建全新的制造生態(tài),那么3D打印技術(shù)在哪些行業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ竽兀?/p>
生物3D打印
生物3D打印指以生物醫(yī)用材料及細胞為新型離散材料,通過技術(shù)設計,快速生產(chǎn)出醫(yī)療相關(guān)產(chǎn)品。當前,生物3D打印可以劃分為4個層次:醫(yī)療輔助模型,做人工假體,做組織工程的支架,做活細胞打印和人工器官。預計到2024年,3D打印醫(yī)療市場規(guī)模將達到96.39億元。
如果把微孔假體作為載體,還可以把3D打印技術(shù)變成4D打印技術(shù),即增加一些藥物局部作用、豐富功能,這將成為生物3D打印技術(shù)未來發(fā)展趨勢之一。
鑄鍛行業(yè)
對于鑄鍛行業(yè)而言,制造流程需要鑄鍛、焊銑分開,需要很多的工序和裝備,而且時間長污染大。華中科技大學教授張海歐介紹,通過3D鑄鍛銑合一制造技術(shù),可以獲得比傳統(tǒng)鍛造更優(yōu)越的鍛造性能。
金屬3D打印領(lǐng)域
在金屬3D打印領(lǐng)域,目前主要有鋪粉和送粉兩種模式。鋪粉激光選區(qū)熔化是由一個模型,經(jīng)過切片軟件輸送到機器里,進行選區(qū)或者選擇性熔化,然后一層一層堆積起來,可以做成內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復雜的零件,如果將增材和原位減材技術(shù)結(jié)合起來,將是非常好的發(fā)展趨勢,實現(xiàn)制造手段的提質(zhì)增效。
以上就是悟空打印坊為大家介紹的有關(guān)3D打印技術(shù)在哪些行業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ蟮姆治?,希望可以給大家提供參考。
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3d打印技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景
3D打印也稱為增材制造技術(shù),是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年加速增長
近年來,我國3D打印市場應用程度不斷深化,在航空航天汽車、船舶、核工業(yè)、模具等領(lǐng)域均得到了越來越廣泛的應用。2017-2019年,我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年增加,增加速度要略快于全球整體增速,以致于我國3D產(chǎn)業(yè)占全球的比重在不斷增加。根據(jù)2020年3月賽迪顧問(CCID)發(fā)布的《2019年全球及中國3D打印行業(yè)數(shù)據(jù)》,2019年,中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為打印產(chǎn)業(yè)打印產(chǎn)業(yè)157.5億元,較2018年增加31.1%。
2020年全球爆發(fā)新冠疫情,各國醫(yī)療防護設備緊缺,此時3D打印扮演了救場的角色。國內(nèi)最大的B2C跨境電商平臺全球速賣通上的數(shù)據(jù)顯示,疫情期間我國3D打印機銷售火爆,疫情以來該平臺上3D打印機的銷售額和2019年比已經(jīng)翻番。預計2020年我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到208億元。
3D打印設備規(guī)模占比最大
3D打印產(chǎn)業(yè)主要由3D打印設備、3D打印材料和3D打印服務三大細分行業(yè)構(gòu)成,2019年,中國3D打印設備產(chǎn)業(yè)規(guī)模70.86億元,占比最高,達到45%;3D打印服務產(chǎn)業(yè)規(guī)模為45.67億元,占比29%;3D打印材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模40.94億元,占比26%。
中國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
— —行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長
近年來,我國高度重視3D打印市場的發(fā)展,國家也不斷出臺政策進行產(chǎn)業(yè)扶持,2020年2月,國家標準化管理委員會、工信部、科技部、教育部等六部門日前印發(fā)《增材制造標準領(lǐng)航行動計劃(2020-2022年)》,提出到2022年,立足國情、對接國際的增材制造新型標準體系基本建立。此外,推動2-3項我國優(yōu)勢增材制造技術(shù)和標準制定為國際標準,增材制造國際標準轉(zhuǎn)化率達到90%,增材制造標準國際競爭力不斷提升。《行動計劃》對我國3D打印產(chǎn)業(yè)進行指導,預計3D打印產(chǎn)業(yè)年均增速在25%以上,2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過200億元。結(jié)合國家層面政策指導以及國內(nèi)近6年3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢,前瞻預測2025年,我國3D打印市場規(guī)模將超過630億元。
——以上數(shù)據(jù)來源于前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國3D打印產(chǎn)業(yè)市場需求與投資前景分析報告》。
淺談3d打印技術(shù)論文
3D打印又稱為增材制造建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,近年來得到建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀了快速發(fā)展建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,應用領(lǐng)域不斷增加。我整理了淺談3d打印技術(shù)論文,歡迎閱讀!
淺談3d打印技術(shù)論文篇一
3D打印技術(shù)
摘 要建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀:3D打印又稱為增材制造,近年來得到了快速發(fā)展,應用領(lǐng)域不斷增加。本文對3D打印建筑3d打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的原理及應用現(xiàn)狀進行了分析,對3D打印在教學領(lǐng)域的應用模式進行了探討。
關(guān)鍵詞:3D打印;應用現(xiàn)狀;教學領(lǐng)域
1 引言
3D打印,又稱為增材制造,是快速成型技術(shù)的一種,被譽為 “第三次工業(yè)革命的重要標志”,以其 “制造靈活”和“節(jié)約原材料”的特點在制造業(yè)掀起了一股浪潮。近年來,隨著3D打印技術(shù)的逐步成熟、精確,打印材料種類的增加,打印價格的降低,3D打印得到了快速發(fā)展,應用領(lǐng)域不斷增加,不僅在機械制造、國防軍工、建筑等領(lǐng)域得到廣泛應用,也逐漸進入了公眾視野,走進學校、家庭、醫(yī)院等大眾熟悉的場所,在教育、生物醫(yī)療、玩具等行業(yè)也得到了廣泛關(guān)注及應用,作為教育工作者,本文將在介紹3D打印的原理、優(yōu)勢、應用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,重點探討3D打印在教育領(lǐng)域的角色及應用模式。
2 3D打印概述
2.1 3D打印原理
3D打印(3D printing,又稱三維打印),是利用設計好的3D模型,通過3D打印機逐層增加塑料、粉末狀金屬等材料來制造三維產(chǎn)品的技術(shù)[1]。一般來說,通過3D打印獲得物品需要經(jīng)歷建模、分割、打印、后期處理等四個環(huán)節(jié)[2],其中3D虛擬模型,可以是利用掃描設備獲取物品的三維數(shù)據(jù),并以數(shù)字化方式生成三維模型,或者是利用AutoCAD等工程或設計軟件創(chuàng)建的3D模型,有些應用程序甚至可以使用普通的數(shù)碼照片來制作3D模型,比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,3D打印不需事先制模,也不必鑄造原型,大大縮短了產(chǎn)品的設計周期,減少了產(chǎn)品從研發(fā)到應用的時間,降低了企業(yè)因開模不當可能導致的高成本風險,使得特殊和復雜結(jié)構(gòu)的模型的制作也變得相對簡單,產(chǎn)品也更能凸顯個性化。另外,3D打印是增材制造,使用金屬粉或其他材料,使部件從無到有制造出來,大大減少了原材料和能源的消耗,生產(chǎn)上實行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
2.3 3D打印的應用現(xiàn)狀
近年來,3D打印得到了快速發(fā)展,幾乎應用于各個領(lǐng)域。在模具加工和機械制造領(lǐng)域,使用3D打印相對快速地進行模具的設計與定制,打印復雜形狀的各種零件,打印具有足夠強度的個性化幾何造型的物件。在航空航天、國防軍工領(lǐng)域,3D打印應用于外形驗證、關(guān)鍵零部件的原型制造、直接產(chǎn)品制造等方面。如空客公司從打印飛機小部件開始,逐步發(fā)展,計劃在2050年左右打印出整架飛機。生物醫(yī)療領(lǐng)域,醫(yī)學工作者利用3D打印技術(shù)打印出患者的心臟模型,缺損下頜骨模型,患者外傷性腦內(nèi)血腫顱腦模型等,用于輔助診斷并制定術(shù)前手術(shù)方案,降低了手術(shù)難度,減少了手術(shù)時間,為患者帶來了精準化的治療。人工椎體和人體氣管軟骨的打印讓人體器官的3D打印成為可能。3D打印的處方藥產(chǎn)品SPRITAM(左乙拉西坦)片劑可用于各種癲癇疾病的治療。建筑工程領(lǐng)域,3D打印建筑不需使用模板,打印的建筑物重量輕,強度大,時間短,產(chǎn)生的建筑垃圾及建筑粉塵少,且可以循環(huán)使用,綠色環(huán)保。3D打印在首飾、食品、玩具和日常用品的設計和生產(chǎn)中也有廣泛應用,可以很好地彰顯用戶的個性化特點和需求。3D打印在太陽能電池板和特殊材料的制造方面的應用也有突破。
3 3D打印在教學領(lǐng)域的應用
3D打印在教學方面的探索性活動也已經(jīng)展開,并應用在數(shù)學、航空、電子、設計、機電工程、生物醫(yī)學、天文等大部分學科中,取得了良好的教學效果?;?D打印的快速生成能力,使得數(shù)字化模型能快速轉(zhuǎn)化為立體實物,借助立體實物的生成過程及使用可以提高教學效果,增強學生合作、設計、創(chuàng)新等能力。
3.1打印三維教具學具輔助教學
在課程教學中,借助于多媒體教學手段,一些抽象的圖像可以相對直觀的顯示出來,但針對的是群體,形成的是暫時的視覺感受,印象并不是很深刻,也不易理解。借助3D打印,可以把數(shù)字化的圖像轉(zhuǎn)化成實物的教具和學具,每個同學都有機會親手感受,而且還可以親自設計、策劃,無疑對知識點的理解,知識的掌握及應用有很大的促進作用。比如:數(shù)學課可以打印出幾何曲面、剖面立體實物;動畫設計可以打印出3D人物,動物角色模型,且可以根據(jù)實效及時修改;語文課可以把要講解的地域打印出來,如北京的胡同,同學們可以拿著模型理解胡同的特點,體驗胡同文化,講述胡同的來龍去脈;機械制造課可以根據(jù)課程內(nèi)容打印相關(guān)的零件、齒輪、連桿等。
3.2 實習實踐過程中輔助創(chuàng)新設計
職業(yè)學校實習實踐教學活動較多,鉗工實習、數(shù)控機床實習、電子電工實習、動畫設計、物聯(lián)網(wǎng)設計等,都需要借助相應的模型,并設計出一定的模型。借助于3D打印,同學們對需要設計的模型有一個大體的認識,然后經(jīng)過集體分組的討論、設計、修改等過程,不僅能增加學生的學習興趣,促進學生交互學習,協(xié)作學習,且能提高學生的設計水平、思維能力和實踐能力。比如在模具設計實習中,采用項目式教學法,應用3D打印,學生分組設計、分組打印,學生在親眼目睹自己的設計零件打印成型的過程及成品后,學習興趣大增,多次討論修改的過程也大大提升學生的設計水平。在CAD課程實踐環(huán)節(jié)中,使用3D打印機,可以根據(jù)教學需要來設計教學內(nèi)容,對學生的設計作品3D打印出來進行評比并組裝,不僅使學生熟練掌握設計軟件建模的基本思路和流程,而且對如何從設計作品到具體的實物的生成有一個明確的認識,有利于日后學生進一步的學習和發(fā)展。
3.3 就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導
近年來,大學畢業(yè)生人數(shù)急劇增加,就業(yè)壓力增大,國家大力提倡大學生創(chuàng)業(yè),整個社會也興起了一股自主創(chuàng)業(yè)的熱潮。對于職業(yè)學校的學生來說,有一定的專業(yè)知識,有較強的動手操作能力,有創(chuàng)業(yè)的熱情與激情。借助于3D打印設備,創(chuàng)業(yè)指導老師可以指導學生創(chuàng)辦創(chuàng)意設計3D打印工作室,利用所學的專業(yè)知識,設計出相關(guān)產(chǎn)品并打印出來進行銷售,同時也可為社會客戶提供DIY服務,收取一定的培訓費和制作費,也可以在校企合作的基礎(chǔ)上為合作企業(yè)提供設計和3D打印服務。通過3D打印的上述創(chuàng)業(yè)實踐活動,加深學生對專業(yè)知識的鞏固、對設計過程的了解,并培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和能力。
3.4 圖書館應用
圖書館引入3D打印服務是圖書館從文獻服務走向創(chuàng)新服務的途徑。國外很多圖書館都開展3D打印服務,國內(nèi)的綜合圖書館,如上海圖書館、蘇州圖書館也開展3D打印服務,高校中的上海交通大學圖書館也開展3D打印服務,并且通過舉辦3D打印設計大賽積極推廣此項服務,通過比賽普及3D打印知識,讓同學們了解3D打印前沿科技,啟發(fā)學生們用創(chuàng)新思維發(fā)現(xiàn)問題、智慧解決問題。學校圖書館可以配備一兩臺3D打印機,并在保證健康和安全的基礎(chǔ)上,充分考慮費用、提交步驟、等待和篩選時間等、制定詳細的3D打印制度或政策,并鼓勵學生打印原創(chuàng)作品,以發(fā)揮學生的專業(yè)特長,激發(fā)學生的創(chuàng)造力和想象力。
4 結(jié)束語
3D打印正從工業(yè)領(lǐng)域,走向各個應用領(lǐng)域。不久的將來,也會像電腦、手機、互聯(lián)網(wǎng)一樣進入我們的社會和每個家庭。教育工作者應積極利用這項新技術(shù),促進教學模式和教學活動的創(chuàng)新,更好地提高教學質(zhì)量和教學效果,提高學生的實踐能力和創(chuàng)新水平。
參考文獻
[1] 張飛相. 3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其商業(yè)模式研究[J]. 新聞傳播, 2016(2): 51-53.
[2] 李青,王青. 3D打印―一種新興的學習技術(shù)[J]. 遠程教育雜志2013(4):29-35.
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