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3D打印應用篇之二——工業(yè)裝備制造

2020-11-24 09:30:39 來源：智能制造網(wǎng) 閱讀量：6356

　　近幾年，3D打印技術(shù)漸漸成為裝備先進制造、結(jié)構(gòu)設計和新材料等技術(shù)領(lǐng)域的熱點方向，歐美等發(fā)達國家紛紛將其列入國家發(fā)展戰(zhàn)略。早在2015年發(fā)布的《國家增材制造(3D打印)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015-2016)》中，我國就已經(jīng)明確將3D打印列入了國家戰(zhàn)略層面。此后，各地區(qū)有關(guān)部門紛紛出臺政策，以此推動3D打印技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品制造及實際應用。

　　利用金屬3D打印技術(shù)制造的構(gòu)件，其內(nèi)部質(zhì)量、晶粒結(jié)構(gòu)、微觀組織及性能，不僅不受零件尺寸、壁厚、位置的影響，而且在金屬構(gòu)件逐層熔化、逐層凝固的3D打印過程中，還可以“隨心所欲”地控制3D打印合金熔池的熔體冶金狀態(tài)、凝固冷卻速度、溫度梯度等金屬結(jié)晶條件。

　　與此同時，金屬3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對零件不同部位材料的形態(tài)、化學成分、晶粒尺寸和取向以及微觀結(jié)構(gòu)的主動控制，充分發(fā)揮不同材料的性能優(yōu)勢，取長補短地把不同材料“按需設計”，使具體的金屬材料構(gòu)件具有單一材料無法具備的特殊性能，從而展現(xiàn)出更好的易用性。

　　拿石化裝備制造來說，由于3D打印能較好地滿足短時耗、高精度、復雜構(gòu)件的需求，因而被越來越多的石化行業(yè)從業(yè)者所采用。具體來看，石化裝備研制人員運用3D打印技術(shù)，并借助計算機、圖形設計軟件等設備、工具，就可以對石化裝備樣圖進行修改，還可以看到整個石化裝備的立體模型，及時對其中的不合理之處進行改進。

　　在流水線上，利用3D打印制作的夾具，多用于移印工業(yè)生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的固定。得益于定制化的優(yōu)勢，可以設計出對零件更契合的結(jié)構(gòu)。另外可以設計出輔助加工的支持部位，保證加工過程的精準。對于需要用到夾具的企業(yè)來說，用3D打印技術(shù)來定制各種形狀、尺寸的夾具，成本低、效率高、效果好也更貼合應用。

　　3D打印工裝檢具，也漸漸成為3D打印在工業(yè)裝備制造領(lǐng)域的一大重點。產(chǎn)品質(zhì)量檢測中，若每個工件以鋼尺、游標卡尺來量測各位置尺寸大小，速度會很慢，影響掃描效率。而使用檢具則可快速又簡潔的完成檢測工作，且提供標準的量測方式，得出準確的數(shù)據(jù)。使用3D打印，可以將邊角加工得比較貼合，孔洞結(jié)構(gòu)不到位的狀況也可以盡可能地避免，降低工件變形這種狀況出現(xiàn)的概率。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，3D打印市場規(guī)模逐漸擴大。據(jù)《Wohlers Report 2020》數(shù)據(jù)，2019年增材制造(AM)行業(yè)的產(chǎn)品和服務收入為118.67億美元(約842億人民幣)，比2018年增長了21.2%。相比于2018年，增長速度有所放緩。未來，隨著各行業(yè)產(chǎn)品制造精細化、定制化要求的不斷提高，3D打印的應用場景有望進一步拓寬，應用價值也將得到多元化釋放。

　　中國3D打印市場呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，逐步實現(xiàn)商品化，且技術(shù)設備在鑄造、醫(yī)學、產(chǎn)品設計、快速模具制造等領(lǐng)域的應用日趨深入，這無疑是可喜的。與相比，中國3D打印市場核心技術(shù)研發(fā)實力較弱、材料資源單一、專業(yè)人才較為稀缺，行業(yè)整體體量較小等，此類問題還需引起重視，靠企業(yè)、高校等攜手推動解決。

　　盡管未來行業(yè)發(fā)展充滿著種種機遇與挑戰(zhàn)，但3D打印通過生產(chǎn)終端產(chǎn)品、開發(fā)新應用、應用自動化后處理以及人工智能等技術(shù)，為企業(yè)完成智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)造了新的可能性。關(guān)注3D打印技術(shù)升級、產(chǎn)品研發(fā)新動態(tài)，將成為時代大背景下企業(yè)的主動選擇。

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