六零小说

§3D打印技术解密（第4页）

如图2-20所示，西北工业大学将熔滴按需喷射、增材制造和快速凝固三大技术集成起来，研发了一种金属微滴3D打印技术。首先，金属微滴喷射器将金属微滴喷射出来，然后，精确地控制金属微滴，逐点、逐层堆积在运动平台上，与此同时，控制运动平台的轨迹，从而形成复杂的金属零件。这项技术的设备成本和制造成本都比较低。目前，西安交通大学、北京航空航天大学、中航工业北京航空制造工程研究所（625所）等均可以实现此项技术。

（6）微电子元件3D打印新技术

在微电子工业领域，立体喷印可用于电介质、有机材料、金属焊料、封装胶、电胶等多种材料的喷射成形。德国使用卷对卷方式的接触印刷工艺，制造柔性电子标签，提高了生产速度。美国使用同样的方式，制造出薄膜式太阳能光伏电池，将单位功率的成本，从原来的每瓦3美元，降低到30美分，成本减少了90%。韩国的LG和三星公司通过使用微滴喷射立体喷印技术，生产出第八代液晶发光显示屏。图2-21是典型的微电子立体喷印器件。

（7）扩散焊叠层实体制造技术

扩散焊叠层实体制造技术，改善了传统分层实体制造技术使用纸材容易潮湿的问题，以金属作为原材料，制作模型制件。该技术可用于化学激光武器、微小卫星以及飞行器等军用领域，或者平板热管、涉流MEMS、微流道冷却器及反应器等民用领域的零件快速制造。西北工业大学等单位在我国率先开展了该技术的研究，并在航天航空领域的相关应用中进行了尝试。

8。增材制造技术的对比和选用

前文所述的几种增材制造技术各有其优缺点。从安全的角度出发，SLA技术的紫外激光器，通过采用原材料的紫外光敏凝固特性，实现快速成型，因此其过程中不会有过高的温度，比较安全。另外，FDM的成型材料的熔点高于热熔喷头的温度，3DP技术的成型材料和粘结剂通过喷头喷出，二者的安全性也较好。从环境的角度考虑，SLA、LOM和SLS技术都涉及到激光，因此具有一定程度的限制，不适合在室内使用。具体请看表2-6。

增材制造技术在很多领域已经得到广泛应用，例如航天、航空、电子信息、医疗器械、机械、汽车、家用电器、玩具、首饰等行业。在这些领域的应用中，各种产品的尺寸、结构都存在差异，有些结构很复杂，有些对表面光滑度要求很高，有些对材料的硬度要求很高，有些需要控制成本。根据不同的需求，需要选择不同的制造技术。以下为几个实例：

（1）电子及通讯类产品

通常情况下，通讯类或者电子类产品一般多采用塑料薄壳结构，尺寸比较小，但是对表面粗糙度和尺寸的精度要求很高。多数情况下，还要考虑后续的小批量快速制造，因此需要将制件作为后续制模工艺的母模。

考虑到以上需求，当制造手机等壳体类产品时，综合考虑材料的性能、装配效果、表面的精度和质量等，SLA技术值得考虑。虽然其成本有点高，但是因为产品本身的尺寸和质量较小，相对成本比较低，因此建议采用SLA技术，加工壳体类产品。

（2）机械、交通类结构部件

一般而言，机械、交通类产品对精度和质量要求较低，但尺寸比较大，制作出的制件主要用来验证产品的结构、外观和性能等。由于尺寸比较大，应该控制生产成本。通过比较几种技术，采用SLS和SLA技术应该可以满足以上的应用需求。但是考虑到成本问题，建议采用SLS技术，使得性价比最优。

3D打印技术采用加法式的整体制造方案，颠覆了过去的减法式加工方式。与传统经典的技术相比，3D打印在产品功能、生产效率、制造成本等方面具有显著优势，值得进行大力的产业化推广，促使新一轮产业革命的发生。

1。3D打印的技术突破

美国一个名为The　　Web的网站，采访了9位企业创始人，总结性的结论是，3D打印将会形成8个方面的技术创新，并可能实现历史性的突破。

（1）再无制造产品的概念

当3D打印技术普及后，消费者再也不用亲自跑去商店被动选择商品，而是可以根据个人的意愿自行设计商品，再通过网络打印店，把个人想法转为现实。这样的设计和打印环节，成本比直接购买还要低，而商品的涉及领域也更繁多，从机器设备到建筑物、从玩具娃娃到人体器官等等。

（2）测试想法

对中小型企业而言，摸清市场规律，了解消费者的个人需求，是其发展企业规模的关键因素。受到企业规模的限制，中小型企业本身不可能通过扩大产品数量来降低生产成本，因此面临成本过高的生存问题。有了3D打印技术，这些企业可以根据消费者的偏好，自行打印产品，降低生产成本。

（3）在家创业

传统的商品生产都是在大型的车间或者厂房里，总之是有专门的生产地点。当3D打印技术普及后，设计者不再受到地点的约束，可以在自己家里自行设计产品，通过电脑扫描以后，再交给专业的3D打印企业进行规模化生产。研发与生产实现完美脱离，提高工作效率，增加创业机会。

（4）工具百宝箱

小零件和小工具是我们日常生活中不可缺少的一部分，但是因为其体积较小，不易存储，因此我们有时需要寻找小零件或者小工具。有了3D打印技术，我们可以自行设计出一些常用的但是又很难找到的小零件。例如：水泥钉、螺母、工具刀等等。由此可见，3D打印机将在我们的日常生活中担当工具百宝箱的角色。

（5）设计样品

有些高端产品，由于设计和制作成本高，因此价格比较昂贵，一个样品的制造成本接近400美元。当3D打印技术出现后，能够采用低成本，设计出个性化的产品，激发产品设计师的无限创造潜力。因此，3D打印技术由于降低了制造成本，而提高了产品设计创意的水平，给设计制造领域带来前所未有的改革。

（6）打印必需品

以前，我们使用的一些复杂产品，由于部件繁多，组装麻烦，不仅生产效率低，而且价格昂贵。有了3D打印机，成本得到控制，我们可以便捷地制造出自己需要的产品，比如：房子、汽车、机器、生活用品、食品等。

（7）增加效率

（8）打印零部件

有些机械设备的零部件特别贵，3D打印技术可以解决这个问题。通过3D打印机，直接打印出机械设备需要的零部件，显著降低了生产成本。这一点对制造商来说，显得特别重要，有效解决了设备设计和生产环节的很多问题。

2。3D打印的技术优势

3D打印与传统的制造技术比较而言，在多样化、效率、成本、空间、便捷、材料、精度、环保等多个方面具有优越的先进性，对各种背景、各种专业、各种行业的生产和制造活动产生非常重大的影响，可以称之为传统制造方法的一个重大突破和传统制造业的一场技术革新。

（1）制造复杂物品不增加成本

传统技术中，生产成本和商品的结构紧密联系，结构越复杂，成本就越高。对3D打印技术而言，以上二者之间的关系不大，复杂程度对材料的种类和数量有影响，对成本的影响不大。只要有三维模型，制造形状复杂和形状简单的商品，所需要的成本、技能、时间基本一样。因此，3D打印的这个相对低成本的特点，对传统制造模式带来较大冲击。

（2）产品多样化不增加成本