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本文作者: maomaobear | 2015-04-21 14:44 |
3D打印技術(shù)熱炒已經(jīng)有一段時間了,從3D打印食品到3D打印裙子,從玩具到汽車,我們都見過不少。但是真正把3D打印出來的東西拿到工業(yè)應用,通過嚴苛的檢測標準的還很少見到。
如今,GE宣布首款3D打印的商業(yè)噴氣發(fā)動機零部件,已經(jīng)通過美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)認證。這種拳頭大小的壓縮機入口溫度傳感器T25外殼由GE航空制造,將用于對400臺波音777的 GE90-94B噴氣發(fā)動機進行改造。這是3D打印零件第一次通過正規(guī)的商業(yè)標準認證,意義非凡。
3D打印的東西為何遲遲難以商用?
3D打印的新聞很多,但遲遲沒有商用,這是3D打印的缺陷造成的。
第一個問題是成本,3D打印出來的產(chǎn)品價格高的離譜,根本沒有競爭力。第二個問題是材料,3D打印所用的材料 ,在成型之后,其性能是有限的,各項指標未必能達到實用性的要求。第三個問題是速度,3D打印出來的成品往往需要很長時間,無論是空氣自然固化還是激光燒結(jié),成型的速度都無法與傳統(tǒng)的鑄造、沖壓、注塑相比,大批量生產(chǎn)難以普及。
3D打印技術(shù)的這些缺陷限制了3D打印技術(shù)的應用范圍。
為什么是飛機零件?
這次通過認證的零件簡單說就是一個殼子,不是承力的部件,對強度要求并不太高。而從批量上來看,第一次只用于400架飛機的改造,在工業(yè)上看這個數(shù)量很少,恰好適合3D打印的特點。
在工藝上,T25外殼由鈷鉻合金的微細粉末進行打印,打印過程使用了直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)(DMLS),有時GE也稱之為直接金屬激光熔融(DMLM)技術(shù)。它使用一個200瓦的激光器去熔融超薄的金屬粉末層。與更常見SLS 3D打印技術(shù)相比,DMLS技術(shù)不僅制造速度更快,也能夠?qū)崿F(xiàn)比SLS打印更好的金屬屬性。
而從結(jié)構(gòu)上看,這個殼子外形相當復雜,如果采用傳統(tǒng)的模具沖壓或者數(shù)控機床加工都不太容易。
飛機零件成本不敏感,批量少,對強度要求低,外形復雜,這些特點幾乎就是給3D打印量身定做的,所以GE就用了比較先進的直接金屬激光熔融(DMLM)技術(shù)打印了出來,并且成功的通過了FAA的認證。
3D打印商用的前景
通過FAA認證,表示3D打印的零件已經(jīng)進入到了航空領域的商用階段,可以正式裝上我們的飛機,而不再是科技新聞中的玩具了。不過,航空領域能夠商用,是因為航空領域所需的配件批量少,成本不敏感,大眾商品要用3D打印還是很難的,就目前階段3D打印的商用前景更多在于工業(yè)設計和開發(fā)層面。
從商業(yè)前景看,在工業(yè)設計將被3D打印激活,設計的門檻將降低。而一些批量較小的訂制零件成本也會降低,航空工業(yè),汽車工業(yè),裝備制造行業(yè)都會從中受益。
對于普通消費者來說,除了飛機、超跑、游艇以外,直接用到3D打印產(chǎn)品的機會還比較少,但是3D打印帶來的成本削減將讓我們買到更好更便宜的商品。
未來
未來,3D打印的商業(yè)化,是3D打印材料與工藝技術(shù)進步的結(jié)果。當3D打印出來的產(chǎn)品各項性能指標達到要求,成本和速度能被市場接受的時候,3D打印就可以替代傳統(tǒng)工藝制造各種物品。
3D打印飛機商用的飛機零件只是開始,未來3D打印技術(shù)將首先在飛機、游艇、超跑、奢侈品醫(yī)療器械等小批量的高端產(chǎn)品上商用,然后隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟,成本的下降,速度的提升逐漸普及到汽車、家具甚至手機這類大眾產(chǎn)品,而3D打印產(chǎn)業(yè)鏈也將慢慢成熟,最終沒有我們的身邊幾乎所有物品都可以3D打印,3D打印改變世界的時候已經(jīng)為時不遠。
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