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            3D打印增材制造技術發展

            2016-6-2 10:31| 發布者: admin| 查看: 873| 評論: 0

            摘要:   國際上增材制造經過20多年的發展,美國已經成為增材制造領先的國家,3D打印技術不斷融入人們的生活,在食品、服裝、家俱、醫療、建筑、教育等領域大量應用,催生許多新的產業。增材制造設備已經從制造業設備成為 ...
              國際上增材制造經過20多年的發展,美國已經成為增材制造領先的國家,3D打印技術不斷融入人們的生活,在食品、服裝、家俱、醫療、建筑、教育等領域大量應用,催生許多新的產業。增材制造設備已經從制造業設備成為生活中的創造工具。人們可以用3D打印技術自己設計的物品,使得創造越來越容易,人們可以自由地開展創造活動。創造活力成為引領社會發展的熱點。增材制造技術正在快速改變傳統的生產方式和生活方式,歐美等發達國家和新興經濟國家將其作為戰略性新興產業,紛紛制定發展戰略,投入資金,加大研發力量和推進產業化。


              美國奧巴馬總統在2012年3月9日提出發展美國振興制造業計劃,向美國國會提出“制造創新國家網絡”(NNMI) ,其目的在奪回制造業霸主地位,要以一半的時間和費用完成產品開發,實現在美國設計,在美國制造,使更多美國人返回工作崗位,構建持續發展的美國經濟。為此,奧巴馬政府啟動首個項目“增材制造”,初期政府投資3 000萬美元,企業配套4 000萬元,由國防部牽頭,制造企業、大學院校以及非盈利組織參加,研發新的增材制造技術與產品,使美國成為全球優秀的增材制造的中心,架起“基礎研究與產品研發”之間的紐帶。美國政府已經將增材制造技術作為國家制造業發展的首要戰略任務給予支持。2012年的增材制造設備市場延續近年的發展好形勢,銷售數目和收入的增加讓銷售商從中獲益,進一步推動了美國股票價格的增長。2012年,增材制造技術通過主要出版物、電視節目甚至電影的方式涌入公眾的視野。2012年4月,在Materialise公司( 比利時) 的世界大會上,舉辦了一場時裝秀,展出了快速成型制造的帽子和飾品。據調查,價格低于2 000美元的設備多用于科學研究或個人,對行業產值影響不大。

              行業發展主要依賴于專業化設備性能的提高。目前,專業化設備主要銷往美國市場。由于經濟不景氣隱藏的潛在客戶被挖掘,并隨著設計與制造的快速增長,快速成型制造行業也得以發展。在美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市舉行的年度快速成型會議上,Materialise公司( 比利時) 的創始人兼首席執行官Wil-fried Vancraen因其對快速成型行業的廣泛貢獻被授予行業成就獎。增材制造技術發展呈現以下特點。a) 增材制造產業不斷壯大在快速成型企業中正在進行公司間的合并,兼并的對象主要是設備供應商、服務供應商以及其他的相關公司。其中最引人注目的是Z Corp.公司被3D System公司收購,還有Stratasys公司計劃與Objet公司合并。Delcam公司( 英國) 收購了快速成型軟件公司———Fabbify Software公司( 德國) 的一部分。

              據預計,Fabbify Software會在Delcam公司的設計及制造軟件里增添快速成型應用項。3D Sys-tems公司購買了參數化計算機輔助設計(CAD) 軟件公司Alibre公司,以實現對計算機輔助設計 (CAD) 和3D打印的捆綁。2011年11月,EOS公司( 德國) 宣布該公司已經安裝超過1 000臺的激光燒結成型機。11月初,3D system公司在宣布收購Huntsman公司( 德州,林地) 與光敏聚合物及數字快速成型機相關的資產; 隨后又宣布兼并3D打印機制造商Z Corp( 馬薩諸塞州,伯靈頓市) ,這次兼并花費了1. 52億美元。b) 新材料新器件不斷出現Objet公司發布了一種類ABS的數字材料以及一種名為Vero Clear的清晰透明材料。3D Systems公司也發布了一種名為Accura Cast Pro新材料,該種材料可用于制作熔模鑄造模型。同期,Solidscape公司( 梅里馬克,新罕布什爾州) 也發布了一種可使蠟模鑄造鑄模更耐用的新型材料———plus CAST。2011年8月,Kelyniam Global( 新不列顛,康涅狄格州) 宣布它們正在制作聚醚醚酮(PEEK)顱骨植入物。利用CT或MRI數據制作的光固化頭骨模型可以協助醫生進行術前規劃,在制作規劃的同時,加工PEEK材料植入物。據估計,這種方法會將手術時間降低85% 。

              2011年6月,Optomec公司( 新墨西哥州,阿爾伯克基) 發布了一種可用于3D打印及保形電子的新型大面積氣溶膠噴射打印頭。Optomec公司雖以生產透鏡設備而為快速成型行業所熟知,但它的氣溶膠噴射打印卻隸屬于美國國防部高級研究計劃局的介觀綜合保形電子(MICE)計劃,該計劃的研究成果主要應用在3D打印、太陽能電池以及顯示設備領域。c) 新市場產品不斷涌現2011年7月,Objet公司發布了一種新型打印機———Objet260 Connex,該種打印機可以構建更小體積的多材料模型。2011年7月,Stratasys公司發布了一種復合型快速成型機———Fortus250mc,該成型機可以將ABSplus材料與一種可溶性支撐材料的進行復合。Stratasys公司還發布了一種適用于Fortus400mc及900mc的新型靜態損耗材料———ABS - ESD7。

              2011年9月,Bulidatron Systems公司( 紐約,紐約) 宣布推出基于Rep Rap的Buildaron1 3D打印機。這種單一材料打印機既可以作為一種工具箱使用( 售價1 200美元) ,也作為組裝系統使用( 售價2 000美元)。Objet公司引入了一種新型生物相容性材料———MED610,這種材料適用于所有的Poly Jet系統。剛性材料主要面向醫療及牙科市場。3D System公司發布了一種基于覆膜傳輸成像的打印機———PROJET1500,同時也發布了一種從二進制信息到字節的3D觸摸產品。2012年1月,Maker Bot( 布魯克林,紐約) 推出了售價1 759美元的新機器Maker Bot Replicator,與它的前身相比,該機器可以打印更大體積的模型,并且第二個塑料擠出機的噴頭可以更換,從而擠出更多顏色的ABS或PLA。

              3D Systems公司推出了一種名Cube的單材料、消費者導向型3D打印機,其售價低于1 300美元。該機器裝有無線連接裝置,從而具有了從3D數字化設計庫中下載3D模型的功能。國防部與Stratasys公司簽訂了100萬美元的u Print3D打印機訂單,以支持國防部的Do D’s STARBASE計劃,該計劃的目的是吸引青少年對科學、技術、工程、數學以及先進制造技術中快速成型制造的興趣。2012年2月,Easy Clad公司( 法國) 發布了MAGIC LF600大框架快速成型機,該成型機可構建大體積模型,并具有兩個獨立的5軸控制沉積頭,從而可具有圖案壓印、修復及功能梯度材料沉積的功能。

              3D Systems公司推出了一種可用于計算機輔助制造程序,如Solidworks,Pro / Engineer的插件———Print3D。通過3D Systems’Pro Parts服務機構,這種插件可對零件及裝配體進行動態的零件成本計算。2012年3月,Bumpy-Photo公司 ( 俄勒岡州,波蘭市) 正式推出了一款彩色3D打印的照片浮雕。先輸入數字照片,再在24位色打印機ZPrinter上打印,就能形成3D照片浮雕。價格也從最初79美元的3D照片變為89美元的3D刻印圖樣。Stratasys公司和Optomec公司展出了帶有保形電子電路( 利用的是Optomec’s Aerosol Jet公司的技術) 的熔化沉積打印的機翼結構。d) 新標準不斷更新2011年7月,同期,美國試驗材料學會 (ASTM) 的快速成型制造技術國際委員會F42發布了一種專門的快速成型制造文件(AMF) 格式,新格式包含了材質,功能梯度材料,顏色,曲邊三角形及其他的STL文件格式不支持的信息。10月份,美國試驗材料學會國際(ASTM) 與國際標準化組織(ISO) 宣布,ASTM國際委員會F42與ISO技術委員會261將在快速成型制造領域進行合作,該合作將降低重復勞動量。此外,ASTM F42還發布了關于坐標系統與測試方法的標準術語

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