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3D打印产业链日益完整,新品迭代速度加快

3D打印一体成型、无需开模、生产周期短,特别适用于生产及快速交付结构复杂产品、小批量产品,因此被世界各国广泛用于原型制作、定制生产以及复杂零部件制造等领域。在整个设计阶段,从概念建模,到设计展示、确认,以及功能原型、模具制造,一直到可暂时使用的部分组件,定制化的终端产品,3D打印都可以覆盖到。近几年,3D打印产业链日益完整,产业规模不断壮大,新品迭代速度加快。

在我国3D打印市场中,3D打印设备仍然占据主导地位。2019年,中国3D打印设备产业规模达70.86亿元,与2018年相比增长28.3%,在3D打印产业中占比45%。2019年,中国3D打印设备产业结构中,专业级3D打印设备产业规模57.11亿元,占比达到80.6%;桌面级3D打印设备产业规模13.75亿元,占比为19.4%。

3D打印机上不能缺少的一个部件,就是喷嘴。眼下,国内市场上出现了多种品牌的3D打印机,有单喷头和双喷头的。如果需要打印一些复杂的创意作品,有很多的圆弧斜面或镂空装饰,可以选择双喷头的3D打印机,一个头打印模型,一个头打印可溶性支撑,打好后在水中溶化支撑物获得光滑的支撑面,那双喷头是一个不错的选择。

3D打印产业链日益完整,新品迭代速度加快

3D打印机喷嘴对于成品制造的影响,主要体现在两个方面,一是喷嘴直径,二是喷嘴温度。众所周知,与磨铣、车削、钻孔传统制造技术相比,3D打印将耗材层层堆积,是用“加法”实现的技术。工程师们只需在电脑中设计出零部件,通过软件平台连接打印机,3D打印技术就会将耗材逐层叠加,逐步“搭”成最初设计的形状,实现“无中生有”。

基于此,层厚度设定也影响成品的粗糙度和呈现效果。使用大直径喷嘴,那层厚度就更厚,虽然打印速度更快,但成品会比较粗糙;反过来讲,使用小直径喷嘴,整个3D打印过程时间虽然增加了,但成品更精致。喷嘴直径一般只有0.2mm、0.3mm、0.4mm这三种。之所以不能再小,是由于耗材的非牛顿流体的流动性质决定的,直径过小会导致流动阻力增大。

喷嘴温度决定材料的堆叠性能、粘接性能、线材流动和挤出线宽。如果喷嘴温度太高,材料偏向液态,粘度系数降低,流动性增强,挤出太快而不能形成精确可控的长丝。因此,当设定喷嘴的温度时,工作人员应根据所选择的金属丝的特性在一定范围内选择,以确保挤出的金属丝处于熔融流动状态。

积极进行日常预防、维护,能减少3D打印喷头发生故障的概率。定期给喷嘴进行清洁是预防喷头堵塞有效的方法,尤其是对于那些经常更换不同耗材的人群。不同的耗材具有不同的特性,对温度变化的反应也不尽相同。所以在更换耗材时,需要在打印头过热时进行更换,以防止材料冷却,装入新耗材时,也不要用力将耗材推入打印头中,这样可以防止打印头内部材料堆积。

总结起来,3D打印技术是一种新兴的高科技技术,综合应用了激光技术、CAM/CAD技术、光化学、材料科学等诸多方面的技术和知识。虽然3D打印技术目前还不能完全取代传统制造技术,但是3D打印在制鞋、轮胎、铸造等传统产业已经崭露头角。

今后,3D 打印技术的不断成熟,将推动包括新材料技术、智能制造技术、堆积制造技术实现新的飞跃。与此同时,3D打印设备的类型也将更加丰富。有了技术加持和3D打印设备的支撑,各类产品制造的精度和整体呈现效果也有望实现新的提升。
       责任编辑:tzh


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