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廣皓天
智能制造網(wǎng)訊 3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展火熱，從國家創(chuàng)新中心建設(shè)就可以得到驗(yàn)證。2016年，國家增材制造創(chuàng)新中心開始建設(shè)，2020年1月份經(jīng)過了能力的驗(yàn)收，可以提供面向各行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的解決方案，同時(shí)進(jìn)行了關(guān)鍵器件和軟件平臺(tái)的研發(fā)，研發(fā)中試的平臺(tái)、公共測試的平臺(tái)、工程技術(shù)服務(wù)的平臺(tái)能力，昭示出3D打印平臺(tái)建設(shè)所具備的作用。
根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國3D打印應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模29.23億元，占比達(dá)到64%;消費(fèi)領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模16.44億元，占比36%。船舶工業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)的一大組成部分，近年來也開始接受3D打印的影響。
早在2017年3月，國內(nèi)首艘3D打印1米級(jí)帆船亮相2017上海青少年航模錦標(biāo)賽，引發(fā)了行業(yè)人士的熱烈討論。2019年10月，一艘長7.6米、重2268公斤的3D打印船在美國緬因大學(xué)(University of Maine)一個(gè)實(shí)驗(yàn)室公開亮相，這是大型3D打印機(jī)，也是多年以來體積大的3D打印船和3D打印物，顯示3D打印技術(shù)應(yīng)用于模型和原型樣機(jī)制作的前景。
今年11月初，荷蘭萊頓大學(xué)的物理學(xué)家利用3D打印技術(shù)打印出了世界上小的船只，船長只有30微米，僅比細(xì)菌細(xì)胞大6倍。研究人員使用掃描電子顯微鏡拍攝這艘船，展示其有一個(gè)開放的船艙、一個(gè)煙囪，甚至還有小舷窗。尤其令人印象深刻的是，整個(gè)模型的厚度只有人類頭發(fā)絲直徑的三分之一。該項(xiàng)目的研究人員表示，未來希望將其應(yīng)用于人體內(nèi)精準(zhǔn)靶向的藥物輸送。
3D打印僅使用建造船舶所必需的材料數(shù)量，而不會(huì)產(chǎn)生多余的廢料。相比于早期的傳統(tǒng)制造方法，造船的成本將近一步降低，從而間接減少人工成本，縮短建造周期。與傳統(tǒng)制造方法相比，3D打印生產(chǎn)的零件重量更輕。這就意味著船體能夠在保證足夠的強(qiáng)度時(shí)速度能夠變得更快，獲得更好的平衡性，降低船體過重、行駛不穩(wěn)帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
從材料角度來看，船舶海工與航空航天對(duì)新材料的需求都具有高速、節(jié)能、遠(yuǎn)航程、輕量化的特點(diǎn)，海洋環(huán)境突出問題是腐蝕，而高性能工程塑料及樹脂基復(fù)合材料具備突出優(yōu)勢(shì)：比重輕、耐腐蝕性能優(yōu)異。未來，隨著3D打印在船舶領(lǐng)域應(yīng)用程度的不斷深入，高性能工程塑料及樹脂基復(fù)合材料研發(fā)、升級(jí)的周期有望進(jìn)一步縮短。
那么，傳統(tǒng)的制造工藝與增材制造方式到底有何區(qū)別呢？概括來講，傳統(tǒng)的減材制造工藝是指利用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻，終成為所需的零件。反觀3D打印，又稱增材制造，是借助于3D打印設(shè)備，對(duì)數(shù)字三維模型進(jìn)行分層處理，將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特殊材料一層一層地不斷堆積黏結(jié)，終疊加形成一個(gè)三維整體。
有業(yè)內(nèi)人士指出，多品種、小批量生產(chǎn)模式，可以用來修復(fù)再制造。像很多的冶金機(jī)械、礦山機(jī)械，在零件上噴涂一層性能更高的合金，恢復(fù)它原來的精度，用很少的代價(jià)就可以把貴重的設(shè)備全部修復(fù)，甚至比新品的性能還能夠有所提高。也包括很多年前的設(shè)備，一個(gè)零件損壞了，沒有供應(yīng)商了，用3D打印可以直接來修復(fù)。
可以預(yù)見的是，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們生活水平逐步提高，消費(fèi)者將越來越追求個(gè)性化需求，3D打印將與機(jī)器人、自動(dòng)化設(shè)備、智能互聯(lián)系統(tǒng)等技術(shù)一起，提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度，以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品，由此推動(dòng)傳統(tǒng)制造方式向著個(gè)性化、精準(zhǔn)化方向轉(zhuǎn)變。
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