3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、和产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。
大多数人认为CNC加工基本上可以制作所有物品。但事实上有时在制作一个具有高复杂程度的零件前还需要制造新设备。这是金属3D打印的主要优点——它几乎可以没有限制地制造复杂造型的的物品。使用金属3d打印的优点有: 1、3D打印机可以比传统制造方法更快制造复杂细节。 2、成本比传统制造方法更低。 3、根据所选技术,可以制作具有微小的细节的精细物品。 4、可以组合3D打印细节,节省时间和金钱。 5、更复杂的组成意味着在不牺牲强度的前提下,零件重量可以更轻。这也是为什么3D打印零件在航天工业中需求量这样大。 6、金属3D打印几乎不浪费材料。
金属3D打印的基本概念: 金属3D打印技术的核心思想起源19世纪末的美国,但是直到20世纪80年代中期才有了雏形,1986年美国人Charles Hull发明了3D打印机。我国是从1991 年开始研究3D打印技术的,2000年前后,这些工艺开始从实验室研究逐步向工程化、产品化方向发展。当时它的名字叫快速原型技术(RP),即开发样品之前的实物模型。现在也有叫快速成型技术,增材制造。但为便于公众接受,把这种新技术统称为3D打印。 3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型设计为基础,运用粉末状金属或树脂等可粘合材料,通过逐层“增材”打印的方式来构造三维物体的技术。金属3D打印被称作“上个世纪的思想和技术,这个世纪的市场”。
金属3D打印材料是金属3D打印技术发展的重要物质基础,在某种程度上,材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前,金属3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等,除此之外,彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在金属3D打印领域得到了应用。 金属3D打印所用的这些原材料是针对金属3D打印设备和工艺而研发的,与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别,其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常,根据打印设备的类型及操作条件的不同,所使用的粉末状金属3D打印材料的粒径为1~100μm不等,而为了使粉末保持良好的流动性,一般要求粉末要具有高球形度。
由于近年来开始下放到民用领域,3D打印技术一度成为了我们身边的“网红热词”,不过你可能不知道的是,这项技术已经有30年的发展史了。并且,如今的3D打印,已经成为了汽车制造业发展的技术,帮车企省下的成本。下面,我们就具体聊聊3D打印和它在汽车制造业中的应用。汽车制造业用3D打印做原型。
威立三维公司利用3D打印技术制造出了长达2米的完整汽车仪表盘。它长2m,宽5,高70cm,是由20多个打印的零部件无缝拼接而成的,之后还经过了打磨、包胶、电镀、喷漆、攻丝、拼接6种工艺处理,误差值1,工艺,细节考究。强度与精度两全其美。汽车仪表盘的细长类零件,需要分段切割才能在缸体内进行有效烧结成型,为便于后续有效地拼接和紧固,我们采用“鸠尾”的切口形状,这样拼接后能接口在平面方向的强度。拼接时,采用化学药剂进行粘接,然后打磨,以其强度和精度不亚于一体式打印结果。整个制造仅耗时不到1周,与传统工艺相比缩短了80%,节约了66%的人工成本和45%的制造成本。