很難相信第一臺(tái)3D打印機(jī)早在1983年就誕生了。在最近幾年,技術(shù)已經(jīng)明顯地發(fā)展了,幾乎每天都有新的成果發(fā)布。事實(shí)是,3D打印行業(yè)看起來(lái)已經(jīng)和10年前大不相同。到2030年,它將變得不可識(shí)別。
1、速度與效率
快速、高效、低成本的3D打印和注塑工藝已取代了耗時(shí)且昂貴的制造技術(shù)?,F(xiàn)在,新開發(fā)人員可以獲得注塑成型報(bào)價(jià),并且?guī)缀蹩梢粤⒓粗缹⑿庐a(chǎn)品推向市場(chǎng)的成本。此外,注塑服務(wù)的最低起訂量低至100,這使剛起步的公司可以在推出產(chǎn)品之前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行充分的測(cè)試。
注塑成型是制造大量相同塑料零件的最具成本競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù),一旦創(chuàng)建模具并設(shè)置機(jī)器后,便可以非??焖偾业统杀镜刂圃炱渌慵?。最小注塑量建議為500個(gè)單位,此時(shí),規(guī)模經(jīng)濟(jì)開始發(fā)揮作用,相對(duì)較高的模具初始成本對(duì)單價(jià)的影響較小。
2、無(wú)限的可能性
在3D打印的早期階段,許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,塑料將是最主要的材料。在某種程度上,這種誤解仍然存在。事實(shí)是,新材料的集成是3D打印技術(shù)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一。金屬上的成功打印已經(jīng)改變了游戲規(guī)則,汽車等行業(yè)已經(jīng)在投資這項(xiàng)技術(shù)并從中受益。從創(chuàng)建原型和詳細(xì)的比例模型到更快的組裝和減輕的重量,優(yōu)勢(shì)顯而易見。當(dāng)前正在為3D打印服務(wù)開發(fā)的其他材料包括聚合物,新合金、玻璃、陶瓷、光敏樹脂、復(fù)合材料甚至食品。
3、幾何復(fù)雜性,無(wú)需額外費(fèi)用
3D打印可輕松制造復(fù)雜的形狀,其中許多形狀無(wú)法通過(guò)任何其他制造方法來(lái)生成。該技術(shù)的增材制造意味著幾何復(fù)雜性不會(huì)增加成本。為3D打印而優(yōu)化的、具有復(fù)雜幾何形狀或有機(jī)幾何形狀的零件,其成本與傳統(tǒng)制造中設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單零件一樣多(由于使用的材料較少,有時(shí)甚至更便宜)。
4、極低的啟動(dòng)成本
在成型制造中(例如注塑成型和金屬鑄造),每個(gè)零件都需要一個(gè)獨(dú)特的模具。這些定制工具的價(jià)格很高(每種價(jià)格從成千上萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn))。為了補(bǔ)償這些成本,必須制造成千上萬(wàn)個(gè)相同的零件。
由于3D打印不需要任何專用工具,因此基本上沒(méi)有啟動(dòng)成本。3D打印零件的成本僅取決于所用材料的數(shù)量、機(jī)器打印該零件所花費(fèi)的時(shí)間以及實(shí)現(xiàn)所需飾面所需的后處理(如果有)。
低成本原型設(shè)計(jì),周轉(zhuǎn)迅速
如今,3D打印的主要用途之一是制作原型-既用于形式又用于功能。這樣做的成本僅為其他過(guò)程的一小部分,而且速度很快,其他任何制造技術(shù)都無(wú)法與之抗衡。
通常,在桌面3D打印機(jī)上打印的零件可在一夜之間準(zhǔn)備就緒,使用大型工業(yè)機(jī)器向?qū)I(yè)服務(wù)商下的訂單也可在2-5天內(nèi)交付。原型制作的速度大大加快了設(shè)計(jì)周期(設(shè)計(jì),測(cè)試,改進(jìn),重新設(shè)計(jì))。需要8個(gè)月以上開發(fā)時(shí)間的產(chǎn)品,現(xiàn)在僅需8-10周即可準(zhǔn)備就緒。
20多年來(lái),醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直受益于3D打印技術(shù)。比如為特定患者量身定制的假體和植入物已經(jīng)使用3D打印工藝進(jìn)行制造;組織和器官以及許多其他個(gè)性化醫(yī)療物品和設(shè)備的制造也正在迅速發(fā)展;此外,詳細(xì)而準(zhǔn)確的解剖模型正在徹底改變醫(yī)學(xué)教學(xué)方式。據(jù)估計(jì),對(duì)許多患者而言,使用精確的3D打印副本可以顯著減少手術(shù)時(shí)間。
除了對(duì)工業(yè)和醫(yī)學(xué)的明顯好處外,現(xiàn)在正在探索3D打印技術(shù)作為對(duì)人道主義問(wèn)題的潛在幫助。3D打印食品領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了深入研究。由于到目前為止,烹飪食物一直是一個(gè)問(wèn)題,因此正在研究打印機(jī)內(nèi)的激光原理。從粉盒和油盒中打印出來(lái)的營(yíng)養(yǎng)餐也是一種潛在的解決方案。如果廉價(jià)地大量生產(chǎn),則這些將易于運(yùn)輸且廉價(jià)。3D打印的較低成本和效率也將有助于在人道主義需要的地區(qū)提供房屋和庇護(hù)所。
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