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§3D打印的产业前景如何
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3D打印面临哪些挑战?
1.3D打印技术存在的问题
目前,美国、德国、以色列等一些制造业强国都已经制造出了一些技术比较成熟的3D打印设备,比如以色列的Objet公司已经生产出了Eden 3D打印机系列、Desktop三维打印机系列以及ex打印机系列等。
但从目前3D打印技术发展的情况来看,在打印的速度、产品的材料性能、打印材料的成本、操作的可访问性和安全性、成型精度以及质量等方面还存在一系列问题,制约了3D打印技术的快速发展。
(1)加工速度慢
目前,国际上的大多数3D打印机都使用液态树脂作为打印材料,这种材料可以利用聚焦激光束精确地点硬化,这种技术可以创作结构错综复杂的雕塑。
但这种材料和技术也有一个致命的问题,就是打印的速度非常慢,大约是每秒几毫米,严重影响了打印的效率和削弱了打印产品的竞争优势。
(2)耗材受限
目前,虽然已经开发出了一系列应用于3D打印的同质和异质材料,但这些耗材仍然难以满足客户和市场对多种功能材料的需求。
在打印材料方面,以色列的Objet公司居于行业领先地位。
2012年,Objet公司宣布为ex系列多材料3D打印系统开发了39种新型“数字材料”
,消费者可以选择不同刚性、不同韧性、不同透明度的各种物质材料多达107种,其中有90种是由Objet公司开发的“数字材料”
,用户可以使用ex多材料3D打印机,同时在一个模型中最多使用14种各种硬度和透明度的材料。
(3)打印对象受到限制
当前,由于3D打印技术的推广范围较小,许多图像和物体都是通过二维的形式展现的,比如说电视画面、LED现实的图片以及我们手机中的电子照片都是二维的。
而要将这些二维的图片通过3D打印设备制造出来,有一个先决条件,就是必须要将我们能够看到的这些二维图片转化成为3D打印设备能够直接识别的三维图像。
目前,由于我们的图片收集方式比较落后,而且三维扫描技术也没有普及,使得广大用户还无法自由地通过3D打印设备打印二维照片或是屏幕上的二维动画角色。
(4)单个成本高
随着材料技术的进步,以及在大规模推广的条件下,3D打印的总体成本较低,这将成为3D打印的竞争优势之一。
但是在3D打印发展的初期,由于技术的不成熟以及市场规模较小,单个打印设备的成本和耗材的成本都比较高,这将是在很大程度上制约3D打印技术广泛应用的关键要素之一。
从目前的情况来看,最便宜的3D打印耗材也达到了几百元一公斤,而最贵的耗材价格甚至会达到4万元一公斤。
如此高昂的耗材价格使得目前的3D打印技术的单个成本较高,难以与批量化生产而导致单个成本较低的传统生产方式相比,由此在大规模制造方面,3D打印技术难以全面取代传统制造技术。
(5)精度较差
目前,3D打印技术和工艺都还不完善,总体上还处于发展初期的试验阶段,只有一些企业和科研机构取得了一些比较成熟的技术,而且这些技术的使用推广范围都比较小,在打印技术和工艺方面还有许多可以改进的地方。
由于3D打印的技术不成熟、工艺发展不完善、软件的融合水平还比较低,使得打印的一些快速成型零件无论是在外型的精度方面,还是在表面的质量方面,都还无法满足工程使用的要求,大部分的零部件都还不能直接作为功能性部件,而只能用做原型使用。
(6)产品质量较差
任何技术在发展的初期,由于技术的不成熟和经验的缺乏,都会出现产品质量不稳定、总体水平较低、残次品比例较高等一系列问题。
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