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導(dǎo)讀：目前，3D打印技術(shù)成為熱門搜索詞匯，在機(jī)床行業(yè)中雖未普及，卻已帶來(lái)“最強(qiáng)音”。若能將3D打印技術(shù)融合到數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)備中，將為模具加工、金屬加工、成品制造、高精密打制等實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?fù)制和完工，高精高效地為機(jī)械制造領(lǐng)域服務(wù)。3D打印技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床領(lǐng)域的狀況如何？3D打印技術(shù)對(duì)未來(lái)機(jī)床行業(yè)有何影響？本文將為您揭曉。
“3D打印技術(shù)”成關(guān)注焦點(diǎn)
最近上映的一部電影《十二生肖》中，3D打印機(jī)以神奇快速仿制產(chǎn)品而廣受關(guān)注。
成龍的這部電影中“3D打印”有兩個(gè)過(guò)程，第一是掃描，用手套就掃描了這個(gè)物件，另外一塊是打印出來(lái)，但是在成龍電影里面3D打印出這樣一個(gè)器件是實(shí)時(shí)的�；旧夏沁吥ネ辏@邊打印出來(lái)了。但這個(gè)過(guò)程現(xiàn)實(shí)上是很漫長(zhǎng)的，像他這樣高25到30厘米的一個(gè)產(chǎn)品的話估計(jì)得做個(gè)七個(gè)小時(shí)到八個(gè)小時(shí)。
再如電影《碟中諜4》中，為阻止冷艷女殺手與恐怖分子的密碼交易，特工伊森使了一計(jì)“瞞天過(guò)�！薄Ｋ�(jì)劃用“面具制造機(jī)”一臺(tái)能夠在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)三維建模從而完整“打印”出他人容貌的機(jī)器，制作出女殺手的面具。盡管這一計(jì)劃因不小心碰翻了打印機(jī)而落空，不過(guò)此前，面具制造機(jī)打印出的立體面具還是幫助伊森成功潛入了克里姆林宮，混過(guò)了衛(wèi)兵的搜查。
據(jù)了解，3D打印機(jī)是一個(gè)名叫恩里克·迪尼的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī)，不僅可以打印出一棟完美的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。3D打印，3D打印又稱為三圍打印，快速成形技術(shù)的一種，是運(yùn)用粉末狀的金屬或者是塑料等可黏合的材料，通過(guò)一層又一層的多層打印方式構(gòu)造零對(duì)象，模具的制造工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型，現(xiàn)在正在發(fā)展成為一種產(chǎn)品的制造，形成直接數(shù)字化的制造。理論上，只要電腦可以設(shè)計(jì)出的造型，3D打印機(jī)都可以打印出來(lái)。
“3D”打印并不是一個(gè)新概念。1995年MIT創(chuàng)造了“3D打印”這個(gè)名詞，隨后3D打印便開(kāi)始在實(shí)驗(yàn)室萌芽。逐漸地，3D技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用在醫(yī)療模型、建筑模型等行業(yè)，被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。
真正的3D打印發(fā)源于軍方的“快速成型”技術(shù)，是一種由CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))通過(guò)成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)。
“快速成型首先是將實(shí)際物體的3D數(shù)據(jù)沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行分層處理，也就是將3D物體進(jìn)行虛擬化切片，得到無(wú)數(shù)個(gè)二維界面，由此形成每層截面的二維截面數(shù)據(jù)。”郭嶠介紹，“之后，再按照特定成形方法和技術(shù)每次只加工一個(gè)截面，這一過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，直到所有的截面加工完生成實(shí)體原型。”
3D打印真正融入機(jī)床之路依然漫長(zhǎng)
機(jī)床是制造業(yè)的母機(jī)，若3D打印技術(shù)能融入機(jī)床領(lǐng)域，無(wú)疑是如虎添翼。不僅使生產(chǎn)制造效率提高，而且可以完成許多制造難題。機(jī)床中的專用機(jī)床，會(huì)根據(jù)客戶要求，而定制功能，但功能并不夠強(qiáng)大，可能還未達(dá)到隨心所欲地設(shè)計(jì)制造。但若，3D打印的引入，必將帶動(dòng)“人人買機(jī)床，人人來(lái)加工”的局面，使機(jī)床行業(yè)在普及與應(yīng)用度上均大大提升。
相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)省原材料和人工，它的用料只有原來(lái)的1/3到1/2，制造速度卻快34倍。另外，3D打印機(jī)可以制作形態(tài)各異的各種物品。“理論上，只要電腦可以設(shè)計(jì)出的造型，3D打印機(jī)都可以打印出來(lái)。”
但實(shí)際生活中，3D打印技術(shù)真能廣泛應(yīng)用于機(jī)床行業(yè)嗎？答案是，路還很長(zhǎng)。
隨著應(yīng)用的廣泛和技術(shù)的成熟，讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的3D打印技術(shù)，是完全取代傳統(tǒng)減材制造方式，還是成為傳統(tǒng)制造業(yè)技術(shù)的一種重要補(bǔ)充？華中科技大學(xué)王運(yùn)贛教授認(rèn)為，在未來(lái)制造業(yè)發(fā)展中，“減材制造法仍是主流”。
“由于用于增材制造的材料研發(fā)難度大等原因，導(dǎo)致3D打印制造成本較高，一般達(dá)到每克10-100元；制造效率不高，尤其在金屬材料成形方面，大約每小時(shí)100-3000克。”西安交通大學(xué)盧秉恒院士指出，目前增材制造技術(shù)在我國(guó)主要應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)，且制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人滿意。
據(jù)了解，3D打印技術(shù)在我國(guó)工業(yè)零部件制造方面得到一定應(yīng)用，但尚未進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，其工藝與裝備，以及在航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用都有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。就目前的形勢(shì)來(lái)看，3D打印技術(shù)并不具備取代傳統(tǒng)制造業(yè)的條件，在大批量制造等方面，高效低成本的傳統(tǒng)減材制造法更勝一籌。
可見(jiàn)現(xiàn)在似乎3D打印還遇到了一些瓶頸，比如說(shuō)它的技術(shù)難度比較高，打印的成本比較高等一系列的問(wèn)題。但3D技術(shù)的出現(xiàn)，為高精密機(jī)床在未來(lái)發(fā)展中指點(diǎn)迷津，真正的好機(jī)床，恐怕是客戶想造什么，就能造什么的數(shù)控化極高，效率極高的機(jī)器，而且價(jià)格適中，便于運(yùn)輸，集各種優(yōu)點(diǎn)于一身�？傊瑱C(jī)床制造，需要面向市場(chǎng)，面向未來(lái)！
附：中國(guó)3D打印機(jī)廠商：
在飛機(jī)、核電和火電等行業(yè)所使用的重型機(jī)械、高端精密機(jī)械裝備上，傳統(tǒng)的焊接和零部件加固的方法使得部件之間的連接并不牢固，但是使用3D打印技術(shù)，出來(lái)的產(chǎn)品是自然無(wú)縫連接，結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法。這在飛機(jī)、核電等高端裝備制造行業(yè)的應(yīng)用上非常廣泛。
南風(fēng)股份：8月25日公告子公司南方風(fēng)機(jī)研究所將投資“重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)項(xiàng)目”，總投資1.68億元，南方風(fēng)機(jī)研究所投資的項(xiàng)目就是國(guó)際上流行的3D打印技術(shù)。
銀邦股份：8月15日公告與無(wú)錫安迪利捷貿(mào)易有限公司共同出資設(shè)立飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司，新設(shè)立公司主營(yíng)業(yè)務(wù)暫定為高密度、高精度粉末冶金零件、各類新材料與復(fù)雜部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，其中主營(yíng)業(yè)務(wù)中有部分產(chǎn)品涉及激光快速成型技術(shù)。該技術(shù)是金屬3D打印技術(shù)中的一種。
大族激光：公司以激光標(biāo)記、焊接、切割設(shè)備起家,并依托光機(jī)電一體化的設(shè)備研發(fā)平臺(tái),成功拓展熱點(diǎn)行業(yè)專用設(shè)備，涵蓋行業(yè)包括LED、光伏、PCB和激光制版印刷行業(yè)。
中航重機(jī)：去年擬與另7家公司共同投資成立中航激光成形制造有限公司，中航激光注冊(cè)資本1億元，其中公司出資2000萬(wàn)元。中航激光是國(guó)內(nèi)唯一生產(chǎn)激光噴粉成型設(shè)備的公司，而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)收入。
華中數(shù)控：華中科技大學(xué)教授史玉升團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)的3D打印機(jī)研發(fā)方面，處
