3D打印改變工程機械未來的魔幻技術

核心提示：3D打(da)印(yin)改變工程(cheng)機械未來的魔幻(huan)技術

3D打印改變工程(cheng)機械未來的魔幻技(ji)術

    我國(guo)工(gong)程(cheng)機械(xie)行業(ye)經(jing)歷過2011年的(de)(de)大起大落(luo)后，企(qi)業(ye)越來越重視企(qi)業(ye)的(de)(de)管理、技術(shu)的(de)(de)研發(fa)等“內家功”的(de)(de)修煉，努力擺脫核心(xin)技術(shu)的(de)(de)受制于人，大而不強的(de)(de)行業(ye)現狀。歸(gui)根結底，行業(ye)發(fa)展就是技術(shu)的(de)(de)發(fa)展。數(shu)字技術(shu)的(de)(de)新(xin)寵“3D打印”的(de)(de)出現，會(hui)給未(wei)來的(de)(de)工(gong)程(cheng)機械(xie)制造(zao)帶來怎(zen)樣的(de)(de)魔幻未(wei)來呢?

　　究(jiu)竟(jing)什么是3D打印?

　　3D打印是快速成型技術的一種，它以數(shu)(shu)字模型文(wen)件為基礎(chu)，運用粉末(mo)狀(zhuang)金屬或(huo)塑(su)料等可粘合(he)材料，通過逐(zhu)層(ceng)打印的方(fang)式來構造(zao)物體(ti)，形成“數(shu)(shu)字化制造(zao)”。

　　3D打印(yin)技術(shu)，是以計算機(ji)三維設(she)計模型為藍(lan)本，通過(guo)軟件分層離散和數(shu)控(kong)成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等(deng)方式將金屬粉末(mo)、陶瓷粉末(mo)、塑料(liao)(liao)、細胞組織等(deng)特殊材料(liao)(liao)進行(xing)逐層堆積黏(nian)結，最(zui)終(zhong)疊加(jia)成型，制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)出實體產(chan)(chan)品。與傳統制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)業通過(guo)模具、車銑等(deng)機(ji)械加(jia)工方式對原材料(liao)(liao)進行(xing)定型、切(qie)削以最(zui)終(zhong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)成品不(bu)同，3D打印(yin)將三維實體變(bian)為若(ruo)干(gan)個二(er)維平面，通過(guo)對材料(liao)(liao)處理并(bing)逐層疊加(jia)進行(xing)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)，大(da)大(da)降低了制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)的(de)復(fu)雜(za)度。這種(zhong)數(shu)字化制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)模式不(bu)需(xu)要(yao)(yao)(yao)復(fu)雜(za)的(de)工藝、不(bu)需(xu)要(yao)(yao)(yao)龐(pang)大(da)的(de)機(ji)床、不(bu)需(xu)要(yao)(yao)(yao)眾多的(de)人(ren)力，直接從(cong)計算機(ji)圖形數(shu)據中便可生(sheng)(sheng)成任何形狀的(de)零件，使生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)制(zhi)(zhi)(zhi)造(zao)(zao)得(de)以向更廣的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)人(ren)群范圍延(yan)伸。

　　我們日常(chang)生活中使用的(de)(de)普(pu)通(tong)(tong)(tong)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)(ke)以(yi)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)電腦設(she)計的(de)(de)平面物(wu)品(pin)，而(er)所(suo)謂(wei)的(de)(de)3D打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)與普(pu)通(tong)(tong)(tong)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)工作(zuo)原(yuan)(yuan)理基本相(xiang)同(tong)，只是(shi)(shi)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)材(cai)料有些(xie)不同(tong)，普(pu)通(tong)(tong)(tong)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)材(cai)料是(shi)(shi)墨水和紙(zhi)張，而(er)3D打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)內裝有金(jin)屬、陶瓷(ci)、塑料、砂等不同(tong)的(de)(de)“打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)材(cai)料”，是(shi)(shi)實(shi)(shi)實(shi)(shi)在(zai)在(zai)的(de)(de)原(yuan)(yuan)材(cai)料，打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)與電腦連接后，通(tong)(tong)(tong)過(guo)電腦控制(zhi)可(ke)(ke)以(yi)把“打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)材(cai)料”一層(ceng)層(ceng)疊(die)加(jia)起(qi)來(lai)，最終把計算機(ji)(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)藍圖(tu)變成實(shi)(shi)物(wu)。通(tong)(tong)(tong)俗(su)地(di)說(shuo)，3D打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)(shi)可(ke)(ke)以(yi)“打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)”出真(zhen)實(shi)(shi)的(de)(de)3D物(wu)體的(de)(de)一種(zhong)(zhong)設(she)備(bei)，比如打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)一個機(ji)(ji)(ji)(ji)器人、打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)玩具車，打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)各種(zhong)(zhong)模型(xing)，甚(shen)至是(shi)(shi)食物(wu)等等。之所(suo)以(yi)通(tong)(tong)(tong)俗(su)地(di)稱(cheng)其為(wei)(wei)“打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)”是(shi)(shi)參照(zhao)了普(pu)通(tong)(tong)(tong)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)技術(shu)原(yuan)(yuan)理，因為(wei)(wei)分(fen)層(ceng)加(jia)工的(de)(de)過(guo)程與噴墨打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)十分(fen)相(xiang)似。這項(xiang)打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)技術(shu)稱(cheng)為(wei)(wei)3D立體打(da)(da)(da)(da)(da)(da)(da)印(yin)(yin)技術(shu)。

　　最早的(de)3D打(da)印技術出(chu)(chu)(chu)現于上個世紀80年(nian)代(dai)的(de)美國，由(you)于材料和機(ji)器(qi)極其(qi)昂貴，3D打(da)印并沒有大范圍商(shang)用。近(jin)年(nian)來，隨著3D打(da)印材料的(de)多樣化(hua)發展以及(ji)打(da)印技術的(de)革新，除了(le)(le)較為普遍的(de)工(gong)業(ye)生產、食品加工(gong)、軍事、汽車、建筑(zhu)等行業(ye)外(wai)，如今還涉及(ji)了(le)(le)更高精尖(jian)的(de)技術。如航(hang)空航(hang)天、生物(wu)工(gong)程、納米技術、克隆技術等行業(ye)，甚至(zhi)可以用實驗室培養進去(qu)的(de)細胞介質打(da)印出(chu)(chu)(chu)一個人體器(qi)官(guan)，或用糖(tang)物(wu)質混合(he)物(wu)打(da)印出(chu)(chu)(chu)一個血管組織。

　　3D打印(yin)改(gai)變制造業未來的魔幻技術

　　在(zai)航(hang)空領域，3D打印技(ji)術已經(jing)得到了廣泛的(de)應用(yong)。一個機械零件(jian)，甚(shen)至是一架(jia)飛機，都可以“打印”出來。

　　2013年5月(yue)24日，在第十六(liu)屆中國北京國際科技(ji)產業(ye)博覽會上(shang)，中航重機控股子公司(si)中航激光所屬(shu)研發團隊，展(zhan)示了獲(huo)得2012年度“國家技(ji)術發明獎一等獎”的飛機鈦合金大型整(zheng)體關鍵構件激光成形技(ji)術。這一技(ji)術是“3D打印技(ji)術”的高端發展(zhan)形勢，是一項“變(bian)革性”的短周期、低(di)成本、數字化先進制造技(ji)術。

　　通過(guo)這一技(ji)術，正(zheng)在(zai)研制(zhi)的(de)兩型第五代(dai)戰斗機(ji)殲(jian)-20和(he)殲(jian)-31采用鈦(tai)合(he)金的(de)主體結構，成功(gong)降低了(le)飛(fei)機(ji)的(de)結構重(zhong)量，提(ti)高了(le)戰機(ji)的(de)推重(zhong)比;依托激光(guang)鈦(tai)合(he)金成形造價低、速度(du)快的(de)特(te)點，沈飛(fei)在(zai)一年(nian)之內連續組裝出殲(jian)-15、殲(jian)-16、殲(jian)-31等(deng)多型戰斗機(ji)并且進(jin)行試飛(fei)。民用航空制(zhi)造業也(ye)開始應用這一技(ji)術。目前，在(zai)西(xi)北工(gong)業大學凝固(gu)技(ji)術國家重(zhong)點實驗室下設(she)的(de)激光(guang)制(zhi)造工(gong)程中心，通過(guo)激光(guang)立體成型技(ji)術為將于2014年(nian)投產(chan)，并在(zai)2016年(nian)投入運營(ying)的(de)國產(chan)客(ke)機(ji)C919制(zhi)造了(le)鈦(tai)合(he)金翼梁，長度(du)超過(guo)5米。