我国更是走在3D打印技术发展最为成熟的美国之前,金属3D打印技术目前已经成为增材制造行业中增长最快的部分

说到3D打印,可能现在多数人已经不再陌生。近几年,3D打印技术在全球范围内再掀热潮,更是成为各种展会中的常客。而在众多3D打印技术中,金属3D打印被认为是最具应用潜力的,同时也和激光行业走的比较近,作为国内外激光设备代表性企业,德国通快和大族激光都不约而同的涉足3D打印领域。其中主要原因在于,激光已经成为金属3D打印重要的光源,激光企业+3D打印具有天然的优势。据了解,金属3D打印机是选择性地烧结金属粉末进行积层的装置,目前主流的烧结热源有两种,即采用激光束的方式和采用电子束的方式。

从成本核算、材料约束、工艺水平等多方面综合比较看,3D打印并不能够替代传统的生产方式,其达不到规模化的要求,成本并不划算。3D打印将会是传统生产方式的一次重大变革,是传统生产方式有益的补充。

另据IDTechEx最新报告显示,金属3D打印技术目前已经成为增材制造行业中增长最快的部分。2015年,全球金属3D打印市场中机器销售增长了48%,而材料销售增长32%。对于普通消费者或者普通的3D打印爱好者来说,金属3D打印技术或者产品似乎距离都比较遥远。毕竟,一般的金属3D打印设备,无论是SLM、SLS还是DMLS机器都非常昂贵,而且体型巨大难以操作。但是,尽管基于塑料的FDM
3D打印机主导着消费级3D打印机市场,专家们仍然认为,金属3D打印是推动增材制造行业走向未来的最重要环节。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常见的3D打印工艺有SLA(光固化成型)、LOM(叠层实体制造)、SLS(选择性激光烧结)、FDM(熔融沉积制造)、3DP(三维印刷成型)。这五种工艺里面最常用的是FDM,因为适合这种工艺的材料比较多。

那么,这是为什么呢?其中的原因很简单,因为金属3D打印具备制造最终零部件的能力。虽然基于塑料的FDM
3D打印技术在快速原型和教育方面是有用,但是只有金属3D打印机才能够为范围广泛的行业创造高价值、高性能的成品部件。航空航天、生物医疗是这些行业中最重要的两个行业,金属3D打印机已经被广泛用于制造飞机零部件和医疗植入物。

熟悉3D打印的人都知道,3D打印在医疗工业(人体替代植入物),航空航天工业,模具制造业,零件修复,汽车和快速设计得到了广泛应用,尤其是在制造业我国3D打印确实取得了不错的成绩。但是单纯的生产、制造还无法起到普及作用。

比如,GE航空集团计划到2020年3D打印10万个Leap发动机的燃料喷嘴。为了促进这种大规模的增材制造方式,这家工业巨头正在向金属3D打印技术投资35亿美元,并扩大了其EOS
M 280
3D打印机的使用。而在医疗领域,Arcam迄今已经3D打印了超过50,000件骨科植入物。在航空航天、生物医疗领域中使用最多的金属3D打印材料是钛金属,占据了31%的市场份额。

我国3D打印技术尚处于初期发展阶段。与增材制造技术发展最为领先的美国尚有一定的差距。目前我国3D打印方面还没有建立统一的标准,技术主要应用于产品研发,适用场合仍较窄,更适合单件小批复杂零件;3D打印材料供给不足,主要依赖于国外进口。

除此之外,金属3D打印技术在珠宝饰品行业的应用扩展也很迅猛。许多珠宝商都已经采用增材制造技术为用户打造定制的设计,这是因为由于该技术按需制造的特性使得一次性设计变得更便捷和更具成本效益。此外,因为珠宝商们普遍都具有CAD能力,应用3D打印就变得更加简单了。专业人员甚至可以将他们现有的表面处理和抛光技术用到3D打印部件上。可以说,珠宝行业正在推动贵金属3D打印技术的发展,在这方面,黄金粉末占据了49%的市场份额。上面提到的大族激光推出的3D打印机,对于珠宝领域应用也是重点关注。

虽然我国3D打印在产业化的道路上稍落后于世界其他发达国家,但是在增材制造技术的研发上,我国并没有逊色于其他国家,甚至在某些领域还处于世界领先地位。特别是在利用选择性激光烧结(SLS)技术制造大型零部件这一技术上,我国更是走在3D打印技术发展最为成熟的美国之前,领先于全球。

除此之外,金属3D打印在汽车、牙科、电力、模具等诸多行业都开始展现出不错的应用潜力。随着金属3D打印应用开始规模化,激光行业与3D打印也开始走的越来越近。据OFweek激光网了解,目前国内国家激光器厂商正积极和3D打印企业合作,已涉足该应用领域。通过,增材制造话题也成为各大激光论坛主要的讨论方向。虽然说目前规模还不大,但随着金属3D打印在航空、牙科、汽车、珠宝等领域进入批量生产,激光结合3D打印将更加普遍。

国内3D打印技术有哪些新突破?

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