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增材制造(增材制造工程专业)

技术,叶片,模型增材制造(增材制造工程专业)

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

很多朋友想了解关于增材制造的一些资料信息，下面是小编整理的与增材制造相关的内容分享给大家，一起来看看吧。

还记得前几天山特维克那把摔不坏的吉他嘛？

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马姆斯汀用尽手段，但就是摔不坏它

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作为材料创新和制造领域的世界领导者

山特维克用这把摔不坏的吉他

像大家展示了3D打印技术的独特

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山特维克的多个部门通力合作制造了这款乐器，在使用3D打印技术制造琴身时，山特维克使用了在金属粉末和增材制造方面的世界领先技术。按照设计，激光在细钛粉床上将一层一层的材料融合在一起。每一层厚度比人的头发还要薄，层层堆叠形成吉他的琴身。3D打印能创造出更轻质、更坚固、更灵活的部件。

但是有没有发现前几年高调出现的3D打印，在医疗工业及制造业的新浪潮溅起的浪花越来越小，额，这是为啥呢？

3D打印的辉煌历史

3D打印（3Dprinting）也称为“增材制造（AdditiveManufacturing）”它是新兴的一种快速成型技术。简单来说，就是一种层层堆叠，增材制造的思想，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。与传统机械相比，一个是做减法，一个是做加法。

现代意义上的3D打印技术于20世纪80年代中期诞生于美国。在2013年之前，以快速成型、低成本、高科技的概念迅速走入人们的视线，但3D打印却一直是大众们难以触及的技术。在2013年，3D打印由于奥巴马演讲突然成名，美国更是投入大约2000万美元。（据消息称，美国之后就不再投资了）

所以，大佬们说的话总是香的，各国家陆陆续续开始重视3D打印，技术更是到达了前所未有更新换代的速度，一些企业一算经济账可行，就轰轰烈烈的搞起来了！

3D打印的应用领域，更是从医疗工业（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，迅速蔓延到各行各业。但主流的3D打印，主要集中在制造业，单体制造尺度上往在毫米到10米级制造尺度。

3D打印攻占的领域

01

医疗工业

生物3D 打印总是和组织工程及再生医学紧密相连，其中组织工程是手段，组织再生是目的。组织工程是指先将细胞沉积在生物支架上形成细胞−材料复合物，然后将含细胞支架植入体内，利用体内环境进行诱导形成相应的组织或器官，实现创伤修复和功能重建。像人体替代物如：人造牙齿，人造膝盖、体外医疗器械包括医疗模型、医疗器械——如假肢、助听器、齿科手术模板等。

目前组织工程的难点在于多细胞空间定位和不同细胞密度的沉积。生物3D 打印的优势就在于多细胞空间定向操控及不同细胞密度的可控沉积恰好可以解决组织工程目前所面临的难题。

体外制造活组织/器官一直以来就是人类追求的目标，原因有两个：

第一是目前器官移植缺口巨大，无论是国内还是国际上，由于器官捐献量不足，配型的成功率也不高，需要器官移植的病人能做的事情主要是等待。因此，体外制造活器官必然会成为一个研究热点。

第二是目前医学机理机制研究需要更为精准的体外模型，传统的解决方案是基于细胞二维培养及动物实验。细胞二维培养和真实体内的三维环境相比差异太大，有些情况下还有可能出现互相矛盾的结果，导致其参考价值有限。动物实验除了有很多伦理学的问题外，最为关键的是动物的体内环境和人体环境有很大的差别。 如果能在体外采用人体细胞重构出组织/器官所在的三维环境，无疑可以很好地弥补现有解决方案的缺陷，并且这一体外器官的构建可以广泛应用于药物筛选及疾病机理探究。

研究也做了，试验了试验了，商业前景也是极好了，结果呢？没人投资

这么利好的商业项目，为什么没人投资呢？我们来看个实例，一名患有脆骨病的6岁男孩，多年前发生过骨折，医生们通过这个模型精确制定了开刀位置和后续手术方案，为男孩实施了手术可以独立行走了。不少人从这个案例看到了曙光，但它背后的数字却给了人们当头一棒。

负责打印上述模型的xx公司负责人表示，模型由公司免费为医院提供，打印一根腿骨的成本在2000元左右，而能实现如此高精度的设备完全进口自德国，设备造价超过400万元。

02

应属快速模具

目前在3D打印领域中发展最迅速、产值增长最明显的应属快速模具技术，快速模具技术能够解决大量传统加工方法难以解决甚至不能解决的问题，可以根据CAD模型无需切削加工直接将型腔曲面制造出来。比如机械工业、电子工业、汽车制造、航天航空制造、轻工业、军事、通讯等。

a. 汽车制造业：主要应用于汽车的覆盖件模具，还应用于汽车的内饰件、发动机、汽缸头等

b.航空航天行业：如新型或火箭发动机泵壳原型件。

c.军事行业：生产核武器的关键部件，瓦片。

d.家电行业：各种家电外壳等大部分零件也正逐步趋于通过3D打印快速模具生产。

在3D打印新兴之时，西门子就已经开始致力于将这项技术工业化和商业化。

在2013年，西门子就进军燃气轮机的叶片，并把这些叶片安装到了一台西门子SGT400型工业燃气轮机中，接下来，让这台燃机卯足了劲满负荷地运转起来。

这些叶片在燃机中被高达1250摄氏度的高温气体包围，并在内部输入400度的空气用于冷却，同时它们的转速可达13000转每分钟，承受相当于11吨的负荷。最终这些叶片顺利完成了这次满负荷测试。

【具体制作过程】

这里简单翻译一下：

首先在电脑中设计出新叶片的数字化生产方案在3D打印机的生产平台中先铺上一层薄薄的高能高温合金金属粉末一束激光射线将根据设计图的方案融化区域内的金属粉末，从而创造出叶片的第一层。随后，生产平台会让已经生产出来的部分下降一些，以便于打印新的一层就这样重复之前的步骤，叶片的每一层被打印出来激光束会按照数字生产方案中的每一条轮廓打印叶片的复杂结构最终这些高温合金粉末就变成了一片耐高温的燃机叶片

03

第三大类，就是某些行业的快速制成品

还有某些行业的吸引眼球的快速制成品，比如打印个房子，打印个煎饼，打印个娃娃模型啥的，相信很多朋友有自己买了台打印机做模型玩~

激光蚀刻机一台也就几千块的白菜价了，淘宝一堆，最简单的就是包装袋上的日期打码。民用级的3d打印机很便宜了

在制造业3D打印“无米下锅”

高精度打印成本高、耗材基本上从国外进口、加工效率奇慢无比、产品材料不实用、不能大批量生产等等，正是这些致命缺陷导致3D打印“无米下锅”。

因为3D打印是按照3d模型打印的，3d模型是存在大量信息冗余的。对于3d打印而言，产品模型是3d的，这就注定了3d打印的速度非常慢，据说，打印一个瓶盖，就需要一两个小时。材料不耐用，3d打印的产品也就一个玩具而已。

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