3D打印推動傳統(tǒng)制造方式個性化發(fā)展

3D打印產業(yè)發(fā)展火熱，從國家創(chuàng)新中心建設就可以得到驗證。2016年，國家增材制造創(chuàng)新中心開始建設，2020年1月份經(jīng)過了能力的驗收，可以提供面向各行業(yè)產品開發(fā)的解決方案，同時進行了關鍵器件和軟件平臺的研發(fā)，研發(fā)中試的平臺、公共測試的平臺、工程技術服務的平臺能力，昭示出3D打印平臺建設所具備的作用。

根據(jù)CCID公布的數(shù)據(jù)顯示，2019年，中國3D打印應用服務產業(yè)結構中，工業(yè)領域應用服務產業(yè)規(guī)模29．23億元，占比達到64％；消費領域應用服務產業(yè)規(guī)模16．44億元，占比36％。船舶工業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)的一大組成部分，近年來也開始接受3D打印的影響。

早在2017年3月，國內首艘3D打印1米級帆船亮相2017上海青少年航模錦標賽，引發(fā)了行業(yè)人士的熱烈討論。2019年10月，一艘長7．6米、重2268公斤的3D打印船在美國緬因大學（University of Maine）一個實驗室公開亮相，這是全球最大型3D打印機，也是多年以來體積最大的3D打印船和3D打印物，顯示3D打印技術應用于模型和原型樣機制作的前景。

今年11月初，荷蘭萊頓大學的物理學家利用3D打印技術打印出了世界上最小的船只，船長只有30微米，僅比細菌細胞大6倍。研究人員使用掃描電子顯微鏡拍攝這艘船，展示其有一個開放的船艙、一個煙囪，甚至還有小舷窗。尤其令人印象深刻的是，整個模型的厚度只有人類頭發(fā)絲直徑的三分之一。該項目的研究人員表示，未來希望將其應用于人體內精準靶向的藥物輸送。

3D打印僅使用建造船舶所必需的材料數(shù)量，而不會產生多余的廢料。相比于早期的傳統(tǒng)制造方法，造船的成本將近一步降低，從而間接減少人工成本，縮短建造周期。與傳統(tǒng)制造方法相比，3D打印生產的零件重量更輕。這就意味著船體能夠在保證足夠的強度時速度能夠變得更快，獲得更好的平衡性，降低船體過重、行駛不穩(wěn)帶來的潛在風險。

從材料角度來看，船舶海工與航空航天對新材料的需求都具有高速、節(jié)能、遠航程、輕量化的特點，海洋環(huán)境突出問題是腐蝕，而高性能工程塑料及樹脂基復合材料具備突出優(yōu)勢：比重輕、耐腐蝕性能優(yōu)異。未來，隨著3D打印在船舶領域應用程度的不斷深入，高性能工程塑料及樹脂基復合材料研發(fā)、升級的周期有望進一步縮短。

那么，傳統(tǒng)的制造工藝與增材制造方式到底有何區(qū)別呢？概括來講，傳統(tǒng)的減材制造工藝是指利用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻，最終成為所需的零件。反觀3D打印，又稱增材制造，是借助于3D打印設備，對數(shù)字三維模型進行分層處理，將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特殊材料一層一層地不斷堆積黏結，最終疊加形成一個三維整體。

有業(yè)內人士指出，多品種、小批量生產模式，可以用來修復再制造。像很多的冶金機械、礦山機械，在零件上噴涂一層性能更高的合金，恢復它原來的精度，用很少的代價就可以把貴重的設備全部修復，甚至比新品的性能還能夠有所提高。也包括很多年前的設備，一個零件損壞了，沒有供應商了，用3D打印可以直接來修復。

可以預見的是，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和人們生活水平逐步提高，消費者將越來越追求個性化需求，3D打印將與機器人、自動化設備、智能互聯(lián)系統(tǒng)等技術一起，提高制造業(yè)生產線的柔性化程度，以更低成本生產定制產品，由此推動傳統(tǒng)制造方式向著個性化、精準化方向轉變。

責任編輯：PSY