3D打印機(jī)是可以用于工業(yè)領(lǐng)域的,但是適合大規(guī)模的批量生產(chǎn)。
3D打印逐層打印的特點,首先確定了單件或者小批量打印的特點,這也決定了3D打印的應(yīng)用范圍不可能進(jìn)入批量生產(chǎn)的領(lǐng)域,如:模具生產(chǎn)的鑄造(塑)或者流水線加工的生產(chǎn)領(lǐng)域,而將局限于產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)樣品手板制作,工裝夾具、個性定制等小批量領(lǐng)域。
應(yīng)用材料:塑料和金屬
工業(yè)領(lǐng)域中大量使用的材料無疑是工程塑料和金屬。
目前FDM方式的機(jī)器可實現(xiàn)塑料的打印,同時FDM3D打印機(jī)價格也容易接受,因此在塑料材質(zhì)這方面,3D打印可以有著很廣泛的應(yīng)用。
但是在金屬材料方面,目前還沒有價格合適的能夠讓企業(yè)廣泛接受的金屬3D打印機(jī)出現(xiàn)。作為企業(yè)使用的設(shè)備,與金屬3D打印機(jī)直接可比的是數(shù)控加工中心,二者都是能夠直接將3D圖紙加工轉(zhuǎn)化為實物的設(shè)備,要具備競爭力的話,預(yù)測金屬3D打印機(jī)價格在20萬以下,并且打印出來的產(chǎn)品如果在強(qiáng)度、精度、外觀上能夠接近(至少不要差太遠(yuǎn))機(jī)械加工的零件的情況下,才有可能在工業(yè)領(lǐng)域中工裝夾具的制作、樣品的生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
打印尺寸:取決于材料的突破
工業(yè)領(lǐng)域中一般都是要求1:1的實物,因此打印機(jī)可打印的尺寸對于能否大量進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域的實際應(yīng)用有很大的影響。比照現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的機(jī)加工設(shè)備(一般車、銑、加工中心),3D打印機(jī)加工范圍應(yīng)該要達(dá)到400*400mm的尺寸,才有可能滿足大多數(shù)企業(yè)的實用要求。SLA現(xiàn)在有大尺寸的,但樹脂材料耐磨性尚達(dá)不到工程塑料的性能,F(xiàn)DM現(xiàn)在也開始有企業(yè)制作,但是對于熱熔融技術(shù),大尺寸3D打印機(jī)首先要解決翹邊變形開裂的問題,這就要求在材料上要有突破,能否找到溫度和收縮率更低的打印材料應(yīng)該是解決FDM方式3D打印機(jī)能否進(jìn)入實際應(yīng)用的關(guān)鍵所在。同時對于大尺寸,打印速度也是重點需要考慮的。
打印的噴頭:雙噴頭打印
要在工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用,目前可討論的為FDM方式。在實際應(yīng)用中,支撐材料是個不得不提和不得不解決的問題,要保證支撐材料和實體材料“貼而不粘”,這樣在打印中才能保證良好的成型效果,這勢必對雙噴頭打印提出了要求,一個噴頭打印支撐材料,另一個打印實體材料。這個在實際中已得到了很好的運用。
同時,工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中,有些部位需要良好的打磨和再加工性能,這些需要使用ABS工程塑料來打印,但為了避免ABS收縮率高易變形的特點,大面積的主體材料又需要PLA材料來打印。如果再考慮溶解性支撐材料,這就對3噴頭打印機(jī)提出要求了。
3D建模:工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的短板
當(dāng)前3D建模是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的短板。很多企業(yè)一般有二維圖紙,就可以加工出來實際工件了。但是3D打印的前提是3D圖,這很大限制了3D打印的應(yīng)用。對于工業(yè)應(yīng)用而言,使用3D掃描儀似乎不是一個可行的辦法,無法將細(xì)節(jié)部位的尺寸公差嚴(yán)格反應(yīng)出來。因此,必須要求工程師畫出3D圖紙。當(dāng)然,隨著3D打印應(yīng)用的日益廣泛,通過需求的拉動,自然會促成工程師進(jìn)行3D建模的學(xué)習(xí)。
綜合以上分析,可以看出,3D打印在工業(yè)領(lǐng)域中,將以輔助設(shè)計或加工設(shè)備的身份出現(xiàn)。對于FDM機(jī)器來說,加工尺寸、多噴頭、加工效率和理想的材料等幾個方面將起到重要的影響,而金屬打印目前尚屬空白,親民的價格首先是一個基本的前提。
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