3D打印推動了制造業(yè)的變革
包括互聯(lián)網(wǎng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、電阻式和電容式觸摸屏技術(shù)等在內(nèi)的創(chuàng)新，已經(jīng)打斷了傳統(tǒng)技術(shù)和工藝的發(fā)展進程。過去30年間，被稱為增材制造的3D打印也為制造業(yè)帶來了變革。從小型上釉陶器到3D打印房屋，增材制造技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。
3D打印是增材制造的一個分支，它還包括快速成型、直接數(shù)字化制造、分層制造和增材制備。增材制造通過塑料、金屬、混凝土等各種材料，有一天，甚至是人體組織材料的逐層添加，獲得三維物體。一旦制造出CAD模型，增材制造設(shè)備就可以導出模型中的數(shù)據(jù)，按照要求逐步將粉末、線材、片材或其它材料添加上去，最終制造出三維對象。
增材制造的早期應(yīng)用僅限于快速成型和醫(yī)學領(lǐng)域，如3D打印義肢和腎臟。隨著工藝的不斷演變， 3D打印技術(shù)給不同終端用戶行業(yè)帶來了革命性的變革。而不同原材料，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乙烯醇塑料（PVA）、聚碳酸酯（PC）、尼龍、樹脂、不銹鋼、鈦和其它金屬材料的使用，則進一步推動了3D打印技術(shù)向各個終端用戶行業(yè)進軍。
工藝和原材料的改進拓展了3D打印技術(shù)的應(yīng)用，而3D打印技術(shù)本身的基本工作原理更是為制造商提供了比傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝更大的優(yōu)勢。
3D打印技術(shù)的優(yōu)勢
一般而言，3D打印技術(shù)的主要優(yōu)點包括：方便加工復雜形狀部件、加快產(chǎn)品上市、削減制造成本、個性化定制和轉(zhuǎn)移風險等。
因為3D打印可以生產(chǎn)具有復雜設(shè)計的部件和產(chǎn)品，而且，將計算機輔助設(shè)計（CAD）繪圖與3D打印機相連接，可以讓生產(chǎn)商按照復雜形狀一層層添加材料。它消除了傳統(tǒng)加工工序，如銑、車、鉆，也不再需要數(shù)控機床、激光切割、電化學腐蝕等先進機加工技術(shù)，還極大縮短了設(shè)備的生產(chǎn)準備時間和換批時間。原來組裝生產(chǎn)線需要花費數(shù)周才能生產(chǎn)出的部件和產(chǎn)品，有了3D打印技術(shù)后，只需要幾天即可完成。另外，與傳統(tǒng)制造工藝相比，3D打印技術(shù)還縮短了30%-50%的模具制造時間。
從成本來看，3D打印技術(shù)不再需要傳統(tǒng)制造所需的各種昂貴部件，模具成本、生產(chǎn)準備成本、人工成本、原材料或邊角料的浪費也因為3D打印而得以避免。而且，3D打印產(chǎn)品報廢成本較低，大幅削減了生產(chǎn)商快速原型制造的成本風險。
3D打印因其確定的優(yōu)勢被各個終端應(yīng)用行業(yè)的制造商不同程度地用在生產(chǎn)中。目前，3D打印在醫(yī)療保健行業(yè)的應(yīng)用還局限于義肢和器官的打印，而汽車、航空航天、建筑等行業(yè)則將3D打印技術(shù)從原來的快速成型擴大到終端產(chǎn)品的生產(chǎn)中。但是，成熟的行業(yè)如泵閥領(lǐng)域此前并不急于采用3D打印技術(shù)，直到最近，才開始考察3D打印技術(shù)的應(yīng)用可能。
泵閥行業(yè)為何并不急于使用3D打印技術(shù)
3D打印技術(shù)在泵閥行業(yè)得到完全的使用還存在著自身的壁壘，這推遲了這種技術(shù)的應(yīng)用。除了3D打印技術(shù)在原型制造方面的局限，其它還有一些因素限制了泵閥行業(yè)對3D打印技術(shù)的應(yīng)用，包括材料選擇范圍的局限性、不具備規(guī)模優(yōu)勢、存在知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)和網(wǎng)絡(luò)安全的風險。
起初，3D打印原材料局限于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚乙烯醇塑料（PVA）、聚碳酸酯（PC）和其它類型的塑料及樹脂。這些原材料因為缺乏承受泵閥工況中的流體堿度、蒸汽壓力、工作溫度及其它因素所需的必要的機械性能，限制了泵閥生產(chǎn)商采用3D打印技術(shù)。
其次，對于從事泵閥這樣中等至大規(guī)模生產(chǎn)的制造商而言，傳統(tǒng)制造技術(shù)具有規(guī)模優(yōu)勢。這也導致3D打印技術(shù)只能用于原型制造或者僅用于生產(chǎn)替換產(chǎn)品和零部件的場合。
再者，3D打印技術(shù)嚴重依賴于數(shù)字化信息，如CAD文件、在線設(shè)計以及向3D打印企業(yè)的文件傳送，讓數(shù)據(jù)盜竊和知識產(chǎn)權(quán)侵犯有機可趁。成熟的泵閥行業(yè)一直在積極尋求通過技術(shù)優(yōu)勢獲得競爭力，而對于將將技術(shù)競爭力暴露給競爭對手和業(yè)內(nèi)其它企業(yè)的擔憂，毫無疑問阻礙了3D打印技術(shù)的應(yīng)用。另外，3D打印工藝如光固化快速成形（SLA）、熔融沉積成型（FDM）和選擇性激光燒結(jié)（SLS）的專利許可分別于2004年、2009年、2014年到期，也讓泵閥生產(chǎn)企業(yè)認為這項技術(shù)看起來不像是有利可圖的投資。
3D打印技術(shù)在泵閥行業(yè)的機會何在
隨著工藝和原材料機械性能的優(yōu)化，3D打印技術(shù)已經(jīng)可以滿足泵閥生產(chǎn)企業(yè)的要求。而市場對于幾何形狀復雜、高能效、高成本效益產(chǎn)品的需求，也推動泵閥生產(chǎn)企業(yè)開始考慮挖掘3D打印技術(shù)的優(yōu)勢。再者，過去多年來，3D打印技術(shù)也已經(jīng)通過技術(shù)的不斷演進，克服了自身的局限，為泵閥生產(chǎn)企業(yè)開啟了新的機會。
首先是實現(xiàn)了量產(chǎn)。量產(chǎn)曾經(jīng)是3D打印技術(shù)市場進入的壁壘，但通過將多個小部件整合成一個大的部件進行生產(chǎn)，革新了供應(yīng)鏈的面貌。如，可以用3D打印技術(shù)打印出具有16個零部件的直升機發(fā)動機，而傳統(tǒng)工藝需要生產(chǎn)900個零部件。
第二，知識產(chǎn)權(quán)保護工作有了進展。保護3D打印CAD文檔對于生產(chǎn)企業(yè)至關(guān)重要。現(xiàn)在已經(jīng)有多種方法來保護CAD文檔或者設(shè)計本身。包括與3D打印服務(wù)提供商簽署信息安全的NDA（保密）文件、不同專利和版權(quán)法可以為終端用戶提供設(shè)計、打印對象的專利和版權(quán)保護等。
而對于已經(jīng)使用數(shù)十年、設(shè)計圖紙已經(jīng)丟失的老泵而言，逆向工程則可以幫助他們重新制造出所需的產(chǎn)品。
通常，泵的使用壽命為15年至20年。顯然，有些終端用戶目前還在運行著數(shù)十年的老泵。3D打印技術(shù)可以幫助他們進行逆向工程，特別是在泵的原始設(shè)計圖紙已經(jīng)遺失的情況下，更是如此。因為3D掃描技術(shù)可以讓終端用戶通過掃描產(chǎn)品，重新獲得CAD設(shè)計文檔，并由3D打印服務(wù)提供商打印出來，終端用戶因此可以制造出所需的產(chǎn)品、備件或組件。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導讀
關(guān)注我們
