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談到3D打印,就不能離開一個話題,那就是材料?,F(xiàn)在的3D打印一般用的都是粉末狀金屬或塑料這樣的可粘合材料,詳細來說,有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
3D打印技術出現(xiàn)在20世紀90年代中期,實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同,打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”,與電腦連接后,通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
3D打印存在著許多不同的技術。上文介紹了的FDM和SLS是其中兩種應用較廣的技術。
3D打印技術暫時還無法應用于大批量生產(chǎn)。有些專家鼓吹3D打印是第三次工業(yè)革命,這個說法只是個噱頭。在很多行業(yè),比如電子電器行業(yè),3D打印還很不實用,因為無法加上電子元器件。
3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造,尤其是高端的定制化產(chǎn)品,比如高端的汽車零部件制造和豪華車的制造。
布加迪(Bugatti) 在最近用上了3D打印的零件,制動鉗,屬于首次嘗試3D打印零件。新的制動鉗使用了鈦合金材料,較原來的鋁合金制動鉗重量更輕,只有2.9kg,相較于原來的4.9kg,減輕了40%的重量,但強度絲毫不減。由于采用3D打印制造,工程師在設計時做了大量的優(yōu)化,新的制動鉗每毫米能夠承受125kg的壓力。
根據(jù)計劃,布加迪將把這個制動鉗用在售價大約2200多萬人民幣的Chiron上。
由于鈦合金材料本身強度太高,用傳統(tǒng)方法鑄造或切削加工都不太可行。但3D打印將它變?yōu)楝F(xiàn)實—3D打印可以將鈦合金粉末做成任何需要的形狀。
另外,這款制動鉗可以形容為超級多層數(shù)的蛋糕 – 一共由2213層的鈦合金粉末組成。布加迪與德國漢堡激光研究所(Laser Zentrum Nord)合作,設計模型創(chuàng)建好后,發(fā)送到Laser Zentrum Nord進行3D打印。漢堡的3D打印專家對其進行了工藝模擬、支撐結構設計、實際打印以及后處理。打印過程中使用了4道400瓦的激光器。打印過程以700攝氏度的高溫耗時大約45小時??偵a(chǎn)時間大約為三個月,包括最初的設計階段和后期處理階段。
在高端豪華汽車上,上文的Strati是世界上第一款3D打印電動汽車,而隨之而來的是2015年美國舊金山的DM公司推出了世界上首款3D打印超級跑車“刀鋒(Blade)”。