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南阳技师学院开设3D打印技术应用专业

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南阳技师学院开设3D打印技术应用专业

3D打印能否取代传统制造工业?3D打印是昙花一现还是改变未来?3D打印为何备受追捧?

我们首先了解一下什么是3D打印?3D打印是一种采用粉末状金属或塑料等可粘合材料自下而上逐渐累加的方法制造实体零件的技术。也称“增材制造”,或者称为“快速成型技术”。

3D打印具有多种优势:

优势1:就传统制造而言,物体形状越复杂,制造成本越高

3D打印机而言,制造形状复杂的物品成本不增加,制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间、技能或成本。制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式,并改变我们计算制造成本的方式。

优势2:产品多样化不增加成本。一台3D打印机可以打印许多形状,它可以像工匠一样每次都做出不同形状的物品。传统的制造设备功能较少,做出的形状种类有限。3D打印省去了培训机械师或购置新设备的成本,一台3D打印机只需要不同的数字设计模型和一批新的原材料。

优势3:无须组装3D打印能使部件一体化成型。传统的大规模生产建立在组装线基础上,在现代工厂,机器生产出相同的零件,然后由机器人或工人组装。产品组成部件越多,组装耗费的时间和成本就越多.3D打印机通过分层制造可以同时打印一扇门及上面的配套铰链,不需要组装。省略组装就缩短了供应链节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短,污染也越少。

优势4:零时间交付

3D打印机可以按需打印。即时生产减少了企业的实物库存,企业可以根据客户订单使用3D打印机制造出特别的或定制的产品满足客户需求,所以新的商业模式将成为可能。如果人们所需的物品按需就近生产,零时间交付式生产能最大限度地减少长途运输的成本。

优势5:设计空间无限

传统制造技术和工匠制造的产品形状有限,制造形状的能力受制于所使用的工具。例如,传统的车床只能制造圆形物品,制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限,开辟巨大的设计空间,甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。

优势6:零技能制造。传统工匠需要当几年学徒才能掌握所需的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求,然而传统的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。

优势7:减少废弃副产品

与传统的金属制造技术相比,3D打印机制造金属时产生较少的副产品。传统金属加工的浪费量惊人,90%的金属原材料被丢弃在工厂车间里,3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步,“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。

优势8:材料无限组合

对当今的制造机器而言,将不同原材料结合成单一产品是件难事,因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。随着多材料3D打印技术的发展,我们有能力将不同原材料融合在一起。前无法混合的原料混合后将形成新的材料,这些材料色调种类繁多,具有独特的属性或功能。

优势9:精确的实体复制

数字音乐文件可以被无休止地复制,音频质量井不会下降。未来,3D打印将数字精度扩展到实体世界。扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率,我们可以扫描、编辑和复制实体对象,创建精确的副本或优化原件。


3D打印的应用

今天,3D打印已经在日常生活、工业生产中取得了广泛应用,谁掌握了3D打印核心技术,谁就掌握了未来制造业的发展趋势。


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航空领域:中国航天科技集团公司六院试验区试车台,某型号试车发动机经两次点火试车圆满成功。此次试车的发动机上的启动器、发生器出口管采用了3D打印技术。中国第一款本土商用大客机C919、第一款舰载战斗机歼-15、多用途战斗轰炸机歼-16、第五代隐形战斗机歼-20和歼-31均使用了3D打印技术。


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航空领域:西北工业大学凝固技术国家重点实验室一直从事3D打印技术的研究。其制造的C919飞机主承力梁试验样件长度5米、中央翼缘条试验样件长度超过3米。

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航天领域:2015年9月25日,长征十一号在酒泉卫星发射中心成功发射,此次发射搭载了浦江一号卫星。而浦江一号也在国内卫星上首次应用了3D打印技术,其天线支架采用了3D打印钛合金材料。


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空港经济去的中孚航空科技(天津)有限公司使用3D打印机打出z5型号的无人机,此机主要应用于地质勘探、高空拍摄等领域,全长2.6米,高0.6米。无人机的生产虽然比普通载人飞机要简单,但是由于同样属于工业级别,所以不能有丝毫马虎。




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医疗行业:湘雅医院血管外科专家与3D打印企业展开合作,将患者由CT扫描获得的影像学数据,通过进一步精细化处理后,获取精确化的空间数据,从而转化重建为三维模型,并结合3D打印技术成功将患者的腹主动脉瘤及周围血管等比例地精准打印出来。


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医疗行业:3D打印制作的假肢可以让病人重新站立起来;


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建筑领域:号称“全球首批3D打印实用建筑”的房屋近日亮相上海青浦。“将建筑垃圾变废为宝,让建筑工人做更体面的工作,让建筑成本降任50%,让更多人住得起房子,2014年1月,首批3D打印建筑亮相上海青浦,引发国内外多方关注。这10幢房子,是由一台高6.6米、宽10米、长32米(展开150米)的3D打印机在24小时内打印出来的,平均造价仅为两三万元,走进一个3D打印的房间:设计的多样性可以让门窗等位置在“打印”过程中就预留出来,井且根据需要安装预埋件。与众不同的墙体,也井非钢筋水泥浇筑,而是用一种特殊的“油黑”,根据电脑设计图纸和方案,在现场眉层最加“喷绘”而成。2014年8月25日,10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用,作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”出来的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”,按电脑设计的纸和方案,经一台大型的3D打印机层烫加喷绘而成,10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。



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生活用品:不管是精美的个性笔筒,还是艳丽的时尚服装,3D打印都可定制。湖南株洲红花树酒店中大量使用3D打印的建筑装饰物。


3D打印的前景

3D打印(增材制造)技术对于增强我国制造业自主创新能力具有重要意义。3D打印技术作为一项新兴技术,已经在航空航天、汽车模具、生物医疗、电子制造、建筑、军事、汽车等领域广泛应用。在从“中国制造”向“中国创造”迈进的大背景下,面对3D打印引领的4.0工业时代大潮来袭,3D打印相关行业缺口800万,现在需要更多的人去学习3D打印、掌握3D打印。我院根据市场需求开设3D打印技术应用专业,培养从事3D数字建模、逆向造型、3D打印设备操作、模型后处理、协同制造、3D打印设备装调及营销服务的高级技能人才。


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