3D打印俗稱增材制造,其原理與減材制造相反。減材制造是受形狀和尺寸大小的限制的,而增材制造是不受形狀和尺寸限制的,一臺設備,只要場地允許,可以制造出比它大幾倍的部件或者設備。3D打印與傳統(tǒng)制造有著巨大的區(qū)別,是制造業(yè)轉型升級的主流技術。
引領智能制造
“智能制造”是“工業(yè)4.0”時代制造業(yè)發(fā)展的大趨勢。而3D打印設備就是智能化設備,從機械手臂,再到完整的機器人,從3D打印機中誕生的智能設備種類幾乎可以說是無所不包。華中科技大學張海鷗教授發(fā)明的“智能微鑄鍛復合增材制造技術(3D打?。保驮忈屃?D打印智能化的程度。該技術融合3D打印、半固態(tài)快鍛、柔性機器人3項重大技術,將金屬鑄造、鍛壓、銑技術合三為一,實現(xiàn)3D打印鍛態(tài)等軸細晶化、高均勻致密度、高強韌、形狀復雜的金屬鍛件,全面提高制件強度、韌性、疲勞壽命及可靠性,全面解決世界性難題。3D打印技術不僅突破傳統(tǒng)減材制造存在的瓶頸,不受形狀和尺寸限制,還是引領智能制造的核心技術。
不受形狀和尺寸的限制
在減材制造過程中,機器對原材料切磋琢磨,最終生成的產品鮮有比機器本身大太多的物體。而3D打印得益于其材料累加的生產特點,可以造出遠比設備本身龐大的物品。而這一點同樣受到了航天領域的重視。畢竟,3D打印自力更生、就地取材、積少成多等等特性對于環(huán)境惡劣、資源匱乏的太空探索活動而言太珍貴了。
上個月,加利福尼亞微重力工程公司Made in Space受NASA委托,宣布開發(fā)太空增材制造項目Archinaut,該項目主要目標是實現(xiàn)在太空中制造大尺寸的結構,涉及開發(fā)一臺能在太空中工作的、配備有一個機器人臂的3D打印機。Archinaut系統(tǒng)的主要吸引力之一便在于它能構建比本身大得多的結構,這對于空間制造來說至關重要,因為很難從地球上將大型生產系統(tǒng)發(fā)射入太空。
2016年,美國設計師Jason Preuss使用一臺3D打印機成功打印出了2D油畫作品,這些畫作厚度只有幾毫米,和幾張紙差不多厚。制作過程并不容易,需要復雜的軟件堆疊和程序設置,將一幅畫劃分成不同的顏色區(qū)域,通過一系列程序后,用3D打印機將它們一層一層打印出來,這無疑是一項十分浩大的工程。
作為一項顛覆性技術,3D打印還大有潛力可挖,它不同尋常的種種特性將為其他科研領域的研究工作創(chuàng)造出更多新的可能。