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南陽技師學院開設3D打印技術應用專業

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南陽技師學院開設3D打印技術應用專業

3D打印能否取代傳統制造工業?3D打印是曇花一現還是改變未來?3D打印為何備受追捧?

我們首先了解一下什么是3D打???3D打印是一種采用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料自下而上逐漸累加的方法制造實體零件的技術。也稱“增材制造”,或者稱為“快速成型技術”。

3D打印具有多種優勢:

優勢1:就傳統制造而言,物體形狀越復雜,制造成本越高

3D打印機而言,制造形狀復雜的物品成本不增加,制造一個華麗的形狀復雜的物品并不比打印一個簡單的方塊消耗更多的時間、技能或成本。制造復雜物品而不增加成本將打破傳統的定價模式,并改變我們計算制造成本的方式。

優勢2:產品多樣化不增加成本。一臺3D打印機可以打印許多形狀,它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品。傳統的制造設備功能較少,做出的形狀種類有限。3D打印省去了培訓機械師或購置新設備的成本,一臺3D打印機只需要不同的數字設計模型和一批新的原材料。

優勢3:無須組裝3D打印能使部件一體化成型。傳統的大規模生產建立在組裝線基礎上,在現代工廠,機器生產出相同的零件,然后由機器人或工人組裝。產品組成部件越多,組裝耗費的時間和成本就越多.。3D打印機通過分層制造可以同時打印一扇門及上面的配套鉸鏈,不需要組裝。省略組裝就縮短了供應鏈節省在勞動力和運輸方面的花費。供應鏈越短,污染也越少。

優勢4:零時間交付

3D打印機可以按需打印。即時生產減少了企業的實物庫存,企業可以根據客戶訂單使用3D打印機制造出特別的或定制的產品滿足客戶需求,所以新的商業模式將成為可能。如果人們所需的物品按需就近生產,零時間交付式生產能最大限度地減少長途運輸的成本。

優勢5:設計空間無限

傳統制造技術和工匠制造的產品形狀有限,制造形狀的能力受制于所使用的工具。例如,傳統的車床只能制造圓形物品,制模機僅能制造模鑄形狀。3D打印機可以突破這些局限,開辟巨大的設計空間,甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。

優勢6:零技能制造。傳統工匠需要當幾年學徒才能掌握所需的技能。批量生產和計算機控制的制造機器降低了對技能的要求,然而傳統的制造機器仍然需要熟練的專業人員進行機器調整和校準。

優勢7:減少廢棄副產品

與傳統的金屬制造技術相比,3D打印機制造金屬時產生較少的副產品。傳統金屬加工的浪費量驚人,90%的金屬原材料被丟棄在工廠車間里,3D打印制造金屬時浪費量減少。隨著打印材料的進步,“凈成形”制造可能成為更環保的加工方式。

優勢8:材料無限組合

對當今的制造機器而言,將不同原材料結合成單一產品是件難事,因為傳統的制造機器在切割或模具成型過程中不能輕易地將多種原材料融合在一起。隨著多材料3D打印技術的發展,我們有能力將不同原材料融合在一起。前無法混合的原料混合后將形成新的材料,這些材料色調種類繁多,具有獨特的屬性或功能。

優勢9:精確的實體復制

數字音樂文件可以被無休止地復制,音頻質量井不會下降。未來,3D打印將數字精度擴展到實體世界。掃描技術和3D打印技術將共同提高實體世界和數字世界之間形態轉換的分辨率,我們可以掃描、編輯和復制實體對象,創建精確的副本或優化原件。


3D打印的應用

今天,3D打印已經在日常生活、工業生產中取得了廣泛應用,誰掌握了3D打印核心技術,誰就掌握了未來制造業的發展趨勢。


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航空領域:中國航天科技集團公司六院試驗區試車臺,某型號試車發動機經兩次點火試車圓滿成功。此次試車的發動機上的啟動器、發生器出口管采用了3D打印技術。中國第一款本土商用大客機C919、第一款艦載戰斗機殲-15、多用途戰斗轟炸機殲-16、第五代隱形戰斗機殲-20和殲-31均使用了3D打印技術。


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航空領域:西北工業大學凝固技術國家重點實驗室一直從事3D打印技術的研究。其制造的C919飛機主承力梁試驗樣件長度5米、中央翼緣條試驗樣件長度超過3米。

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航天領域:2015年9月25日,長征十一號在酒泉衛星發射中心成功發射,此次發射搭載了浦江一號衛星。而浦江一號也在國內衛星上首次應用了3D打印技術,其天線支架采用了3D打印鈦合金材料。


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空港經濟去的中孚航空科技(天津)有限公司使用3D打印機打出z5型號的無人機,此機主要應用于地質勘探、高空拍攝等領域,全長2.6米,高0.6米。無人機的生產雖然比普通載人飛機要簡單,但是由于同樣屬于工業級別,所以不能有絲毫馬虎。




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醫療行業:湘雅醫院血管外科專家與3D打印企業展開合作,將患者由CT掃描獲得的影像學數據,通過進一步精細化處理后,獲取精確化的空間數據,從而轉化重建為三維模型,并結合3D打印技術成功將患者的腹主動脈瘤及周圍血管等比例地精準打印出來。


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醫療行業:3D打印制作的假肢可以讓病人重新站立起來;


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建筑領域:號稱“全球首批3D打印實用建筑”的房屋近日亮相上海青浦?!皩⒔ㄖ儚U為寶,讓建筑工人做更體面的工作,讓建筑成本降任50%,讓更多人住得起房子,2014年1月,首批3D打印建筑亮相上海青浦,引發國內外多方關注。這10幢房子,是由一臺高6.6米、寬10米、長32米(展開150米)的3D打印機在24小時內打印出來的,平均造價僅為兩三萬元,走進一個3D打印的房間:設計的多樣性可以讓門窗等位置在“打印”過程中就預留出來,井且根據需要安裝預埋件。與眾不同的墻體,也井非鋼筋水泥澆筑,而是用一種特殊的“油黑”,根據電腦設計圖紙和方案,在現場眉層最加“噴繪”而成。2014年8月25日,10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區內交付使用,作為當地動遷工程的辦公用房。這些“打印”出來的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按電腦設計的紙和方案,經一臺大型的3D打印機層燙加噴繪而成,10幢小屋的建筑過程僅花費24小時。



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生活用品:不管是精美的個性筆筒,還是艷麗的時尚服裝,3D打印都可定制。湖南株洲紅花樹酒店中大量使用3D打印的建筑裝飾物。


3D打印的前景

3D打印(增材制造)技術對于增強我國制造業自主創新能力具有重要意義。3D打印技術作為一項新興技術,已經在航空航天、汽車模具、生物醫療、電子制造、建筑、軍事、汽車等領域廣泛應用。在從“中國制造”向“中國創造”邁進的大背景下,面對3D打印引領的4.0工業時代大潮來襲,3D打印相關行業缺口800萬,現在需要更多的人去學習3D打印、掌握3D打印。我院根據市場需求開設3D打印技術應用專業,培養從事3D數字建模、逆向造型、3D打印設備操作、模型后處理、協同制造、3D打印設備裝調及營銷服務的高級技能人才。


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