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目前花上数百美元就能买到桌面级3D打印机,喂点塑料和高分子材料就能打印,而企业将这一技术提高到了更广阔的应用领域。
用混凝土取代塑料,革新住宅和其他建筑的建造方式。
150(长)x10(宽)x6.6(高)米的大型3D打印机,能够在数小时内打印出完整的建筑物。
打印“墨水”含有高级水泥和玻璃纤维。
像传统3D打印机一样,该系统吐出材料,层层累加,逐步堆叠出建筑物。
采用电脑和3D建模软件设计时,可以考虑隔热材料、水管设施、电力线路、窗户等因素。
整体结构打印完成后可轻松地进行装配。
此外,打印材料可循环利用建筑废料、工业废料和尾材。
该公司计划在农村建造100所回收工厂,每300km建一所,用于收集废料并通过特殊处理和分离过程,转变成3D打印材料。
该公司希望其3D打印技术能为建筑公司能节省50%的成本,为贫困地区提供买得起又适合居住的住宅。
在3D制造领域,耐心和潜力往往存在冲突。
3D打印有望给制造行业带来变革,支持复杂而精准的制造,同时能够绕过特定的生产步骤。
3D打印机厂商表示,下一次工业革命还远未来临,但3D打印技术将拉开定制时代大幕,规模经济将不复存在。
3D打印机却无法带来产业变革。
如果想取代传统技术,3D打印机需要变得更加快速、成本更加低廉。
通用电气通过使用CAD软件和3D打印机制作产品原型将设计成本降低40%,这一技术也可以让PlanetaryResources等创业公司以低于200万美元的成本生产一艘太空飞船。
PlanetaryResources的太空飞船将于今年晚些时候问世,仅重20磅(约合9.1公斤),只有20个可以活动的部件。
福特汽车公司使用3D打印机生产引擎和变速器配件的原型模型,其中就包括福特著名的EcoBoost引擎的气缸体模型。
用3D打印机制造引擎的进气歧管原型需要花费4天和3000美元,而用传统流程则要耗费4个月和50万美元。
而且原型部件可经过重新打印轻松扩大或缩小不足一英寸。
“3D打印机在零部件设计上给了工程师更大的灵活性。
Google设计的模块化智能手机,可以通过安装或去除与乐高积木相似的电子元器件改变手机或对手机升级。
谷歌的ProjectAra将开发可高度定制的模块化智能手机,使消费者可自由选择手机功能和外观。
在医疗设备市场,因为CAD软件使医生能根据病人的需求对手术器械进行调整。
例如,MedicalModeling的产品VirtualSurgicalPlanning使医生能下载最新的医疗器械工具箱,并根据病人需求对器械进行修改。
3D打印正在稀缺的备用零件制造市场上取得进展。
3D打印正在替换配件市场发挥着越来越重要的作用。
位于美国的代工厂商rp+m就在使用一台ExOne打印机为多家公司的医疗成像设备生产更换配件,其中包括通用电气、西门子和飞利浦。
炼油厂和化学工厂生产油泵和其他设备的替换配件。
这些油泵太过老化,市场上几乎没有任何替换配件。
工程师绘制出替换配件的电子版,然后将电子版发送给ExOne工作室。
ExOne会根据电子版图纸在24小时内将配件模型打印出来。
这是一款用于浇铸金属配件的模型,过去,这一模型的生产时间长达6个多星期,而且模型的精准度也不是很高。
现在有了3D技术,我们可以更好地控制模型的形状。
美国航天航空局利用3D打印机快速制作火箭和太空飞船模型。
正在火星上执行任务的好奇号火星车原型零部件就是由3D打印机制作的。
该类打印机目前最大的优势是:
灵活性和复杂性。
ExOne表示,它的打印机为美国海军制造了一个一体化的泵叶轮。
而在此之前,泵叶轮则由多达13个的部件组装而成。
2013年,一台可以打印出玩具和珠宝的3D打印机售价约为1500美元,而更加先进的大型3D打印机的售价则高达50万美元,能够为美国海军制造金属制水泵配件,也能够制造钛制膝关节和助听塑料耳朵。
福特汽车公司的工程师就使用3D打印机生产部分零件的模型。
如果你想开一家比较专业的打印馆,那么你就需要至少一台专业级别的3D打印机,这样的打印机进口的售价在60万左右,而国产的相对会比较便宜一点,但是打印精度可能会稍微差一点,售价应该在2、30万左右。
如果采用喷射技术成型的话以色列的Objet就是代表,设备从30万人民币到300万人民币,设备支持多喷头,能同时支持多种性质不同,颜色不同的材料进行混合打印。
当然,想要完成3D打印,扫描是少不了的。
3D扫描仪的价格最便宜的也要数万元。
扫描效果好一点就要几十甚至上百万元了。
耗材方面的话,如果3D打印馆是要面向低端用户,那就可以使用ABS或PLA材料,这类材料每千克在一到三百元左右。
但是如果是想要打印食物或其他一些精度比较高的产品就要选用好一点的材料,价格上千元到上万元不等。
一、3D打印原理
3D打印技术的原理与文档打印类似,即软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片,并将这些切片的信息传送到3D打印机上,后者会将连续的薄型层面堆叠起来,直到一个固态物体成型。
3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。
堆叠薄层的形式有多种多样。
有些3D打印机使用“喷墨”的方式。
例如,Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。
之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。
另外一家总部位于Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。
当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。
这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。
经过几十年的发展,3D打印已经可以处理包括塑料、陶瓷和金属等多种材料,甚至进行软硬材料组合打印,来制造塑料、金属、陶瓷等单一材料或者符合材料的产品。
当然了,目前的3D打印技术已经可以进行诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织制造,不过还只是在大型科研机构和研究所才拥有这类型设备和技术。
民用方面,Objet公司在2012年推出新型生物相容性3D打印材料以用于医疗和牙科解决方案,生产义肢、义齿等。
二、谁需要3D打印?
简单讲,3D打印技术就是一种特殊的产品制造技术,可以生产塑料、陶瓷和金属等单一或者复合材料产品。
但使用橡胶、陶瓷和金属为原材料的3D打印机价格相差很大,所以在开店前要先很好的评估自己的财力,量力而行。
同时,3D打印现在还不适合批量生产和制造,首先是制造成本较高,其次耗时,所以普通产品的制造用3D打印技术就太浪费了,在个性化产品设计和制造、玩具玩偶、产品测试、教育、影视传媒、企业、医疗用品中、建筑行业需求较大。
通常3D打印用来:
看到这款Iphone手机外壳了嘛,够炫够个性吧,其实这只是3D打印小试牛刀的成果。
在个性化的产品设计和制造上,3D打印和3D设计很好的结合在一起。
客人可以委托3D打印进行产品设计,或者使用3D扫描仪(逆向工程技术)对现有产品扫瞄修改后,进行3D打印生产。
个性十足,且速度较快。
目前类似这种定制化手机外壳的成本在30元左右,而售价在100元以上。
2、玩具玩偶制作
中国首家3D打印照相馆经营的业务,主要就是玩具玩偶制作。
顾客只要花15分钟将全身外形扫描至计算机,经过2~3小时打印,3D打印一个立体的“自己”。
3D打印在生产个性化的玩具、玩偶方面有天然的优势,凡是可以设计出来的东西,均可以通过3D打印来进行生产。
就像埃菲尔铁塔、大本钟这类建筑模型,我们可以直接在网上下载3D打印模型,倒入到3D打印后就可以进行直接生产,并且可以个性化的修改,例如增加自己的照片、刻字等。
目前根据玩具玩偶的大小不同,价格不同,通常价格在100-500元之间。
3、产品测试
中国作为制造业大国,每个城市都有数量众多的企业。
企业如果单独购置和维护3D打印机,使用和维护成本均高,而通过委托加工的方式利用3D打印生产样品,变的越来越普遍。
设计好的女士内衣,我们可以使用软性材料3D打印样品来检测产品是否复合人体工程学,首饰配饰场上可以用3D打印来测验样品的美观度,甚至我们可以用3D打印的方式替代传统手板制作的繁杂过程,直接生产和组装较大体积的产品进行生产前检验等。
通常这类服务根据所用材料等。
4、教育行业
美国、英国政府最近宣布将在小规模试验调查3D打印在将教学数学,物理,计算机科学,工程和设计中的使用效果和成果后,在教育行业大面积推广3D打印技术。
我国工信部也宣布将调研发布3D打印技术的研究和产业促进政策。
以上消息均表明教育行业将产生出巨大的3D打印设备和服务需求。
我们可以通过设备销售和租赁的方式来提供这类服务。
5、影视传媒行业
影视传媒业很早就引入了3D打印技术和设备来进行道具设计和制造。
2011年11月,由史蒂文·
斯皮尔伯格监制、休·
杰克曼主演的动作励志影片《铁甲钢拳》,围绕未来世界的机器人拳击比赛,讲述了一个饱含梦想与亲情的励志故事,其中的父子情是影片大受欢迎的一大卖点。
为了让片中的主角——机器人看起来更逼真,LegacyEffects特效公司使用Objet公司的3D打印机制作了1:
5大小的模型。
在完成建模、手绘、抛光和审核后,全尺寸的机器人“亚当”、“吵闹小子”和“奇袭”相继制作完成,高精度的3D打印制作呈现出了活灵活现的主角们。
通过动作捕捉技术与实际大小仿真机器人模型的完美结合,则生动演绎了热血澎湃的机器人打斗画面,为影片加分不少。
2012年12月上映的由成龙导演和主演的《十二生肖》中,3D打印技术和设备大放异彩,快速的进行了模型的1:
1复制。
当然,并不是每一个剧组都会配备相应的设备,我们可以承担影视作品中道具的设计和制作工作,或者直接租赁设备给剧组使用。
6、企业
3D打印店是最好的展销3D打印机的场所,我建议3D打印店可以将代理销售3D打印机作为一个业务点,拓展企业客户,为他们提供最新技术的设备和原材料,获取一定的报酬。
7、医疗用品
Objet公司生产的3D打印机已经可以进行义肢和义齿的生产,我们可以相信在未来,医疗行业对3D打印设备和服务的需求将是非常大。
8、建筑模型
房地产公司通常要将销售的楼盘按照等比例仿制后进行宣传和展示,以往通过纸板进行手工制作,耗时耗力且成本高昂,现在完全可以交给3D打印机了,一步搞定,且成本低廉。
看看各地蓬勃发展的楼市,这类型的需求非常巨大。
惠普公司在2012年5月份发布了第一款3D打印产品,不过Designjet3D打印机只面向欧洲消费者出售,售价高达1.75万美元。
产品的应用领域极为广泛,主要包括工业品设计、机械模具制造、教育、医疗、动漫、玩具、制鞋行业、艺术设计等等。
雷美边开动机子、演示打印一枚小哨子,边做介绍:
“这台3D打印机可以更换3种‘喷头’,实现激光雕刻、数控打孔等拓展功能。
而且误差小,大约能控制在±
0.1毫米左右。
块头
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