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得应用者得天下:3D打印,从幕后走向产业前沿
18年08月30日 广州
3D打印是一种基于离散——堆积原理成形实体物品的新型制造方式。随着趋势的演变,3D打印成为了推动实现智能制造、柔性制造和绿色制造的方式,能够实现传统制造技术难加工甚至是无法加工的复杂结构的一体化成形,极大地增强了工艺实现能力,为装备设计和制造带来颠覆性进步。
从过去常用于制造模型,到现在逐渐实现产品的直接制造,3D打印制造技术向“设计—材料—制造”一体化方向发展。据研究显示:2012年中国3D打印市场规模为1.6亿美元,2017年中国3D打印市场规模更是高达16.6亿美元,五年间增长了10倍以上。从幕后走向产业前沿,我国3D打印产业的发展已从概念导入期步入快速发展期,这一切得益于:“应用”。有“中国3D打印第一人”之称的清华大学教授颜永年就曾表示:“当3D打印技术走出实验室,它的发展动力在于应用”。
今天,小编就为大家重点介绍3D打印的多元化应用。
(一)医疗行业
医疗行业一直是3D打印技术主流应用领域。据市场研究机构TransparencyMarketResearch称,2016年全球牙科3D打印市场规模达9.03亿美元,2025年将达到34.41亿美元,年复合增长率16.5%。
3D打印技术具有的灵活性高、不限数量、节约成本等特点,能够非常好地满足医学领域个体化、精准化医疗的需求。特别在口腔医疗领域,3D打印对口腔材料、加工方式、医师技能、手术形态等方方面面产生颠覆性影响。3D打印技术使数字化口腔医疗实现了从虚拟模拟到现实模拟的跨越,是实现精准医疗的重要手段。目前,3D打印在口腔医疗领域的应用大体可分为3个层次:
1、普遍和商业应用阶段,以医学模型、手术导板和义齿为代表,发展成熟,风险较小。
2、临床研究阶段,以3类医疗器械种植体为代表,需要临床、工艺等各方面数据积累和完善。
3、实验室研究阶段,以组织器官为代表,代表着未来的发展方向。
目前,我国3D打印技术在口腔医学领域的应用基本与世界同步,以黑格科技为代表的数字化领先服务商,正大力推进3D打印技术在口腔医学的迈进,推出了全链条的数字化口腔医疗转型方案,打通了口腔模型获取、产品数字模型设计、3D打印设备、3D打印材料及后处理工艺等环节,完整布局口腔医疗数字化转型的全链条。
(二) 电子消费行业
3D打印发展至今,已经能够为传统制造业带来足够的转型和发展动力,特别是在电子消费品上已有一些出色的应用,其潜力更加让人期待!电子消费行业,具有产品生命周期短,更新换代快的特性,需要持续不断的开发和投入的特性。
3D打印可以满足电子消费行业中小批量、快速生产复杂度高的产品。借助3D打印的技术,可以提升设计水平、缩短产品开发周期,削减设计成本,随着3D打印技术和材料的发展、个性化需求的提升,3D打印将更多地用于直接制造,这对于传统电子消费品行业意义重大。放眼未来,3D打印技术可以说是传统电子消费行业转型升级的新方向,将极大简化繁琐的工业时代分工,个性化需求持续释放,人类社会终将迎来大规模定制时代。
为了服务于像电子消费行业的个性化定制客户,黑格科技在2017年推出了HIM 3D线上打印平台,用户只需上传文件、选择材料与参数,即可收到黑格3D打印出来的成品。服务产品涵盖多领域的应用解决方案。
3D打印背景墙安装中(上)
背景墙全貌(下)
多少天马行空,受困于现实无法得到实现?随着3D打印的出现,似乎为创意工作者打开了一道与市场连接的门。无论是创客,还是在动漫文化、影视道具、文化载体方面,3D打印都能把创意变为实体。3D打印在文化创意方向的应用非常多,既包含了个性化的定制和制造,也包含像珠宝首饰这种现代艺术品的生产和制造,还有古代艺术的再现,如文物等高端艺术品的衍生品。3D打印应用于文化创意产业的意义十分重大。
1、该技术能够为独一无二的文物和艺术品建立一个真实准确完整的三维数字档案,用3D打印机、3D打印技术可以随时随地并且高保真的把这个数字模型再现为实物。
2、3D打印技术取代了传统的手工制模的工艺,在作品精细度、制造效率方面都带来了极大的改善和提高,对于有实物样板的作品在编辑、放大、缩小、原样复制等方面都能够更为直接准确。
3、3D打印技术可以带来大量的跨界整合和创造的机会,尤其是给艺术领域的艺术家们带来了更为广阔的创作空间,在文物和高端艺术品的复制修复衍生品开发方面的作用非常明显,对于该行业是一个革命性的进步。
近期,黑格科技为喜来登酒店制作的3D背景墙,正是淋漓尽致地体现了先进科技技术与传统文化的结合,利用3D打印技术把中国孔子文化圆满展现出来,使得效果更佳真实。
(四)模具行业
模具工业是全球最大的横向产业,面向每个主要的垂直工业制造业。无数的产品都需要通过生产线上的刀具夹具来生产或是由模具来制造,模具制造包括模制(注射、吹塑和硅胶)或铸模(熔模、翻砂和旋压)两大类。CNC加工是在制造模具时最常用的技术。虽然它能够提供高度可靠的结果,但同时也非常昂贵和费时。所以很多模具制造企业也开始寻找更加有效的替代方式,3D打印技术就是一个很好的替代方式。
3D打印模涵盖了多个优点,包括:1)模具生产周期缩短;2)制造成本降低;3)模具设计的改进为终端产品增加了更多的功能性;4)优化工具更符合人体工学和提升最低性能;5)定制模具帮助实现最终产品的定制化等。目前已被广泛运用在汽车,航空航天,以及医疗保健和医疗等,带来了很大的便利,很多企业都在其供应链里集成了3D打印,这其中也包括模具制造。
特别像广东这样的模具大省来说,3D打印技术引入到模具设计和制造中来是一种趋势,无论是对于前期的产品设计、制作样板,还是成型制造随形冷却水路模具等应用。对于模具企业来说,如果不具备3D打印设备的研发能力,那不妨与黑格科技合作,可以实现复杂零部件定制,实现小批量定制化生产,为模具制造提供极大的便利,抢占模具市场资源。
(五)航天航空业
当前,3D打印技术已成为提高航天器设计和制造能力的一项关键技术,其在航空航天领域的应用范围不断扩展。国内外企业和研究机构利用3D打印技术不仅打印出了飞机、导弹、卫星、载人飞船的零部件,还打印出了发动机、无人机、微卫星整机,充分显示了3D打印技术在该领域的应用前景。
作为航空航天领域的重要技术手段,3D打印+航空航天领域呈现出融合发展的态势,在成本、周期、重量等方面取得了显著效益,主要体现在:
1、缩短新型航空航天装备的研发周期;
2、提高材料的利用率,节约昂贵的战略材料,降低制造成本;
3、优化零件结构,减轻重量,减少应力集中,增加使用寿命;
4、与传统制造技术相配合,互通互补。
现如今,世界各国工业制造企业都在大力研发金属增材制造技术,尤其是航空航天制造企业,更是不惜耗费大量财力、物力加大研发力度,以确保自己的技术领先优势。预计未来几年,3D打印技术在航空航天制造业的应用将会更为普遍。
(六)汽车领域
在3D打印技术众多的应用领域中,汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。早在3D打印技术发展的初期,一些欧美国家的车企就开始将3D打印技术应用于汽车研发过程。当前,3D打印技术在汽车行业的应用贯穿汽车整个生命周期,包括研发、生产以及使用环节。就应用范围来看,目前3D打印技术在汽车领域的应用主要集中于研发环节的试验模型和功能性原型制造,在生产和使用环节相对较少。未来,3D打印技术在汽车领域仍将被广泛应用于原型制造。
随着3D打印技术不断发展、车企对3D打印认知度的提高以及汽车行业自身发展需求,3D打印技术在汽车行业的应用将向市场空间更大的生产和使用环节扩展,最终推广应用在零部件生产、汽车维修、汽车改装等方面。
上述,只是3D打印技术的其中一些应用,被时代重点关注的它,正逐步成为制造业生产的重要模式,成为引领智能制造时代的重要技术。随着3D打印应用的逐步深入,亟待有高度行业使命感的企业作为引导先驱。作为全球领先的数字化生产服务商,黑格科技坚持以匠心深耕3D打印领域,领创行业发展。黑格科技将以应用为发展方向,积极深入研发技术、设备、材料,融合应用场景,推动生产方式的变革和创新,探索多元化的3D打印应用新路径,通过创新的业务模式推动3D打印产业发展与行业应用有效融合,促进3D打印产业可持续发展。