3d打印实习感悟(通用9篇)
3d打印实习感悟 篇1
D
打 印 实 践 报 告
班级:工设一班 311317040124 姓名:胡明亮
学号:
3d打印结课总结
我在网络上查阅到3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式,并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。
3d打印技术的出现给工业设计的发展带来了新的契机,以往我们使用手绘、计算机渲染等方式来表达设计造型,这些方式虽然直观但并没有实体模型来的生动。同时3d打印的出现使得原始的设计流程变得精简,使设计师能够专注于产品形态创意和功能创新,即设计即生产。产品的造型设计向着多样化方向发展,由于3d打印的出现某些产品的制造出现了转机。通俗地说,3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备,比如打印一个机器人、打印玩具车,打印各种模型,甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。
在实习中我了解到了打印的基本原理和步骤,首先在电脑中安装打印机驱动程序,然后导入模型图调试机器,开始打印,打印过程中打印机将材料加热融化形成流体,最后流体经过导入的程序控制在底盘上一层一层的形成模型。也就是说日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
我们使用的都是桌面级的打印机,打印出模型的分辨率和大小都有很大的限制。我在新闻上了解到几年前就有打印出的金属手枪,无人飞机等问世了,前年我国也有“土豪金”汽车问世,这些都说明3d打印的前景十分广阔,将来能够应用到医疗、军事、建筑、航天等各个领域。但就目前来看3d打印的发展还有很长一段路要走,首先材料就是一个大问题,3D打印的产品只能看不能用,因为这些产品上不能加上电子元器件,无法为电子产品量产。3D打印即使不生产电子产品,但受材料的限制,可以生产的其他产品也很少,即使生产出来的产品,也无法量产,而且一摔就碎。在这方面我也一些体会,因为我们所使用的打印机材料就受到一定限制。同时,3d打印如果真的发展下去也会收到各个方面的制约,比如日本的一个青年就因为打印枪支而被起诉,更重要的是知识产权将会收到更大的冲击,如今的中国山寨抄袭横行,更何况3d打印普及以后呢。
在3d打印实习中也出现了一些问题,比如打印前的设置参数有问题导致模型在打印过程中坍塌,结束时取下底座不小心导致模型损坏等…但总的来说我还是收获了很多,熟悉了基本的打印机操作步骤,了解了打印原理和注意事项,这为我以后打印自己的设计积累了丰富的经验。通过这次实训,让我们了解了3D打印机的发展历史、什么是3D打印机、3D打印机的原理与如何应用。这次实训我们实际操作的是桌面级3D打印机,我们基本掌握了桌面级3D打印机的实际操作。也让我们明白,光靠书本知识,和老师的讲解是不够的。要理论与实际相结合才能学会一门技术。
3D 打 印 实 践 报 告
班级:工设一班 学号:311317040121 姓名:刘梦杰
3D打印开展报告 篇2
这次出去学习了解到,体制内教育中小学更多的是购买了某一品牌的3D打印设备和几卷耗材,待上层领导视察的时候临时抱佛脚找来草草了事,零星好一些的学校可能是教师开了兴趣班,但是全校只有那么几台已经被尘土封存许久的设备还不允许接触,美其名曰没有老师指导有危险。
体制外的儿童机构早已蠢蠢欲动,但是这个市场大量缺乏真正既懂得3D打印技术又了解儿童心理和青少年教育的一线教师,搞得更像是3D打印厂商的王婆卖瓜,谁喊得嗓门越大谁就占先机。
我真心感觉中小学生3D打印教育市场前景非常广阔,绝对不应该是这样的玩法。3D打印机就是一个工具,至于选择什么样的厂商,只要是有品牌保证的就ok,完全不必要选择什么国外一流设备,一些DIY的设备也不是什么孩子能使用的了得,毕竟不可能人人创客,所以中小学3D打印教育选择购机只要是国产一流品牌机足够了,更重要的是内容上的突破,教学方式上的爆破。
之前我也做过类似的探讨,今天说点更直接的,就拿3D打印计算机课程来说,大部分的同学只要你一开讲,底下窸窣一片。真可谓此起彼伏,声声入耳。那么为什么不能从实践的角度入手呢?通过兴趣引导,比如房屋的拼装演变过程来说明物理结构的改变,从而影响整个上层建筑呢!我们其他课程类似于数学和美术甚至语文都可以借用此套路,高尚而不奢靡!根据那些一线老教师3D打印教学经验结合我的课堂理解判断,如果想要更深层次的开发中小学生3D打印教学内容,可能要从以下几点来参考:
1、课堂内容需要更多游戏化的设定。游戏是孩子们天生所喜好的,特别是年龄偏小的孩子,男孩子尤为显著,这摸摸,那碰碰,没有什么他们不好奇,所以如果让3D打印设备完全成为了软件的课程或是科普展示宣讲,那孩子们怎么能不走神?
2、课堂内容需要延展性的思维。比如3D打印分层累加过程,那么我们为什么不引导孩子们做事情要有条理性,做同一种事情的时候需要一步一步来做,不同种性质的事务要一阶段一阶段来执行,这是不是也有点类似数学里的归纳法?那就直接融合过去就好啦。这里不仅融合了数学知识,而且暗含着做人做事的道理,岂不很有意义?
3、更多任务性的指引。以班级为对象的教课过程,需要分组进行,课堂相对好管理。那么每一个小组的工作需要连贯性,孩子们对完成任务获得奖励有天生的吸引,所以通过组团完成任务,达到共同目标,暗含着团队协作、领导力判断等因素,真正素质教育的结合体。
4、绝对不能有统一标准答案。3D打印教育玩的就是创造力,怎么能统一标准答案呢。而且每一位小朋友都有自己独特的思维模式,这个跟家庭因素、周围生活环境密不可分,这种独特的创造性思维一旦形成一套方式,很有可能会出现特立独行的小孩子,而往往创新意识最为强的也是他们,会出现更多奇思妙想。
3D打印作文 篇3
刚到博物馆大门口,各种姹紫嫣红的花和那绿得亮眼的叶子就映入了我的眼帘。可这些并没有吸引我的注意力,我的心早已被那神秘的3D打印吸引走了。我大步地走进博物馆,很快就找到了3D打印的地方。
开始操作了,老师给我们每人都发了一支打印笔。她一边拿着笔,一边对我们说:“这是3D打印笔,我们用她就可以制作出任何自己想要的东西了!我们先把丝从后面的洞中穿进去,等笔的温度到达185摄氏度时我们就可以开始制作了。”听了老师的讲解,我的兴趣瞬间提升了十倍,迫不及待地要开始制作了。
我拿着笔正想着做什么时,突然望见了一朵小花。嗯,就做小花吧!我拿着笔打算在纸上先勾勒出小花的花瓣,可是第一次用打印笔的我,勾出的线条并不是那么直,而是歪歪扭扭的。这时,一旁的妈妈看出了我的烦心事儿,她走过来对我说:”诺诺,没关系!慢慢来,还有时间。“于是我慢慢地勾勒其它花瓣并给花瓣上色,这次果然比之前做得好多了。我花了整整两个小时终于把花完成了。
挤压式3D打印技术 篇4
挤压式3D打印技术是以FDW技术为基础,它包括以下几个部分:升降工作台、喷嘴、加热室、出丝结构。
熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling,FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术由Scott Crupm于1988年发明,随后Scott Crump创立了Stratasys公司。1992年,Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3D Modeler)”,这也标志着FDM技术步入商用阶段。
国内的清华大学、北京大学、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持,所用的成型材料也相对低廉,总体性价比高,这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。
熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积,它将丝状的热熔性材料进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向进行移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样),熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。下面我们一起来看看FDM的详细技术原理:
热熔性丝材(通常为ABS或PLA材料)先被缠绕在供料辊上,由步进电机驱动辊子旋转,丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤出机喷头送出。在供料辊和喷头之间有一导向套,导向套采用低摩擦力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。
喷头的上方有电阻丝式加热器,在加热器的作用下丝材被加热到熔融状态,然后通过挤出机把材料挤压到工作台上,材料冷却后便形形成了工件的截面轮廓。
采用FDM工艺制作具有悬空结构的工件原型时需要有支撑结构的支持,为了节省材料成本和提高成型的效率,新型的FDM设备会采用了双喷头的设计,一个喷头负责挤出成型材料,另外一个喷头负责挤出支撑材料。
3d打印调研报告 篇5
近期,位于上海青浦区的10幢3D打印建筑正式亮相。这些建筑使用废弃混凝土作为原料,加上部分玻璃纤维做成“油墨”后,通过大型3D打印机层层“喷绘”而成。这些新奇建筑据称寿命可达三五十年,且建造过程省时省力,引发很多人的兴趣。
3D打印建筑会成为未来的发展方向吗?3D打印行业研究专家罗百辉认为,3D打印建筑不仅外在状态不够美观,其内部结构、强度也有待权威部门检测。不过,除了应用于制造业,3D打印技术还有很多的想象空间。
在罗百辉看来,虽然大规模打印房屋目前并不现实,但在房屋设计中,3D打印早已得到应用。比如一些复杂的建筑结构设计,单看图纸并不直观,可以用3D打印机把实物模型做出来。3D打印和房屋建模能形成很好的互补。
此外,在娱乐行业,3D打印也得到越来越广泛的应用。好莱坞特效公司Legacy首席系统工程师洛佩斯表示,电影《钢铁侠》《阿凡达》的部分银幕角色就使用了3D打印技术。
“比如电影人物的盔甲,手工制作需要很长时间。现在只要在电脑上设计一半,另一半通过镜像反转就可以得到。下班前把3D模型输入打印机,第二天上班就可以拿到成品。这至少节省了50%的时间,当然也降低了成本。”洛佩斯说。
除了电影,国内部分动漫公司也在使用3D打印技术。在这种技术的推动下,未来娱乐行业的3D效果会越来越丰富。
3D打印的加速拓展引来资本市场的关注。8月上旬,在纳斯达克上市的Stratasys公布中报后,股价一度上涨15%。A股上市公司银邦股份近期公告,将联合专业的医疗公司开发3D打印义齿,争取一年内实现日销售量不少于300颗。
“目前,3D打印主要应用于消费品设计、汽车、航空航天和医疗等行业。中国在全球3D打印市场的份额不到10%,但增长速度是最快的,这显示了国内对于创新设计的重视。”罗百辉认为,未来我国3D打印产业将加速发展,主要驱动力有两个:一是3D打印的成本会逐步降低。海通证券指出,随着国外优势公司大量专利到期,进口3D打印设备的价格有望明显下降。目前,一些家庭用的进口3D打印机售价在万元左右,一些类似于复印店的3D打印体验店出现在不少城市的街头。
二是3D打印的材料越来越丰富。与设备相比,3D打印材料某种意义上更为重要,因为它直接决定3D打印应用行业的宽度和深度。近年来,除了传统的金属、石膏和树脂等材料,新的3D打印材料不断涌现,数量已从过去的100多种扩展到近1000种。
罗百辉称,未来3d打印在制造业中占比将达到2%,产业规模将达到2100亿美元。随着未来政策和事件性驱动,3d打印有望持续爆发。
中信证券表示,看好3d打印中长期的投资价值,目前虽然a股3d打印概念股较多,但是建议关注涉足产业链核心环节的企业。未来随着在3d打印商业模式不断尝试和突破后,整体板块的投资价值将不断走强。
“3D打印”引领未来作文 篇6
第一次工业革命是以机器取代人力,以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。普遍认为,蒸汽机、焦炭、铁和钢是促成工业革命技术加速发展的四项主要因素。
第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。电力工业和电器制造业迅速发展起来。人类跨入了电气时代。
第三次工业革命是以internet的出现实现了计算机的互联和资源的共享,internet使人类真正进入信息共享的社会,它对人类社会组织和生活的改变是革命性的。
纵观前三次工业革命,它们都有一个共同的特点,就是有一个引领革命的核心,这个核心,具有三个特征:一是运用广泛、普及大众,二是技术创新,三是能给生产力带来巨大进步。
第四次工业革命,“未来3D打印”必将冲锋在时代的最前方。
那么,什么是3D打印?
3D打印是快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
那为什么又说“未来3D打印”将引领第四次工业革命呢?
首先,目前3D打印运用在工业、医疗、航空航天等多方面领域。医学界上已经出现了3D打印人体心脏、3D打印人体骨骼等器官,并且利用其技术成功治愈了许多疾病患者。在工业设计领域上,3D打印成功制造出部分高精度、人工难以完成的零件,大大提高了效率,降低成本。由此看来,3D打印已经具有运用广泛的特点,但是现在3D打印还存在技术、成本高等一系列问题。不过按照目前的发展速度,这些问题一定可以得到解决。
通过一段时间的发展,未来3D打印技术一定会得到空前提高,成本也将随之降低,操作逐步简单化、大众化,达到人人都买得起,人人都会用的地步。
其次,在技术创新方面,3D打印将会更加全方位智能化,完全取代人工。目前,一个要求精度很高的工程,完全依赖人工,是有困难的。建造一个核电站,在电焊的过程当中,很难做到无缝对接,对接稍微有一点缝隙,就容易引发核泄漏,这是相当危险的,但是,如果用未来3D打印技术,则可以直接将整个核电站成块“打印”出来,不存在间隙对接问题,达到鬼斧神工的效果,安全性就不止“更上一层楼”那么简单了。智能机器完全取代人工,这是史无前例的。
未来3D打印还将优化物种。目前,克隆技术已经可以优化部分物种,但是技术还不够成熟。未来3D打印可以将物种的DNA重新编辑组合,改变其基因密码,实现物种的优化。人的大脑开发程度平均不到百分之五,如果通过未来3D打印技术基因重新编辑组合,激活人脑大部分的睡眠区域,人人都可以变成天才;通过基因重新编辑组合,人类的寿命将得以延长,长生不老不再是神话;人类将可以利用基因重新编辑组合,摆脱癌症的噩梦……这一切都要归功于未来3D打印。
第三,随着科技进步,未来3D打印还将会导致生产力的重大变革。当3D打印技术普及大众以后,生产方式必然会减少很多流程。如生产一件棉衣,它的流程是:采集棉花——处理提纯——织布——裁缝,如果用未来3D打印技术,可以直接用棉花“打印”出一件棉衣出来,生产力将得到巨大进步。
另一面,未来3D打印的普及和大众化还将颠覆现有的商业模式,传统商业模式中,商家提供成品,消费者通过购买获得成品,这难以满足大部分消费者的需求。比如说,我想买一件五颜六色并带有某种特殊图案的衬衫,去现在的实体店或浏览网店购买,几乎不会有符合我要求的衣服,量身定做这件衣服价格又昂贵,这些方式都费时费力,但是在未来,商家只需要提供衣服的原料,让我们去购买,然后根据自己的要求,我们可以直接用家中的3D打印机一模一样地“打印”出来,这样就能全面满足我们的需求。也就是说,未来3D打印技术导致商店只出售产品原料,而“加工厂”则搬回了家,消费者根据自身所好设计产品,提高了消费的空间,也不会出现供不应求和供过于求的情况。
总的来说,未来3D打印将会改变传统的生产方式和商业形式,不仅把产品的所需经历的流程缩短,使生产力大大增强且成本降低,还使商贸变得灵活多变,促进全世界的经济发展。
与前三次的工业革命相比,由3D打印为核心引领的第四次工业革命主要进步在于,智能机器完全取代人工,实现人工智能,标志着人类迎来了科技智能时代,地球会再一次发生翻天覆地的变化。让我们轻轻闭上双眼,大胆的设想一下,我们坐在自己的家里,突然外边的小伙伴叫我们一起出去打篮球,家里并没有篮球啊!不用急,一旁的“未来3D打印机”正闲得无聊,该轮到它来干活了!只听见“刷刷……咔咔……”的细微声音,不出一分钟,一个崭新的篮球就出现在我们的眼前,手上拍着篮球,嘴里哼着小调,大摇大摆地走向篮球场……
3D打印创新实验室 篇7
3D打印创新实验室
解决方案
(中小学版)
快速制造国家工程研究中心
教育部快速成型工程中心
云上动力(北京)数字科技有限公司
2013年9月1日
目录
一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3
二、3D打印创新实验室
43D打印或将颠覆传统教育方式 4
三、技术依托-----中心简介
5快速制造国家工程研究中心 5
教育部快速成型工程中心 5
四、3D创新打印设备部分介绍 6 4.1 3D打印创新流程 7
4.2 场地规划及配置 8
4.3 3D打印创新设计室项目推荐配置 10
4.4主要机型设备参数及性能 1
34.4.1普及型三维打印机 13
4.4.2桌面型三维打印机(工业型)17
4.4.3 三维立体成像系统介绍 20
4.4.4 激光内雕机 4.4.5 激光快速成型机 23
五、3D打印创新实验室软件介绍 26
5.1软件优势 26 5.2软件介绍 26
5.3软件功能 27
5.4 教学资源库课程体系课程介绍 29
一、教学架构 29
二、教学内容 30
1、三维模型设计模块 30
2、创意
3D打印模块 30
3、个性化手工制作模块
314、趣味泥塑模块
32三、师资培养 3
3六、完善的软硬件服务和创新培训服务 36.1 软硬件服务 35
6.2 3D创新设备培训 35
6.3创新软件部分师资培训培养 35
一、梦工厂——3D打印技术浪潮
3D打印技术,又名增材打印技术,快速成型技术,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层
的多层打印方式(微积分),构造零对象。
3D打印,克服传统的模具制造周期长、不能及时发现设计错误、减材制造浪费材料等问题,将带来世界性 制造业革命。
3D打印耗材:粉末材料;线性材料。包括:金属、塑料、树脂、石膏、陶瓷、蜡、食品、细胞等。
3D打印机工作步骤:
逆向工程---à计算机建模---à数据导入到3D打印机--à3D打印机输出物理实体
三维打印主要应用的场景有:
1、医疗行业;
2、科学研究;
3、产品原型;
4、文物保护;
5、建筑设计;
6、制造业;
7、食品产业;
8、汽车制造业;
9、配件、饰品。
二、3D打印创新实验室 3D打印或将颠覆传
统教育方式
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30年的探索和发展,3D打印技术成为当今全球最受关注的新兴产业技术之一,被誉为引领第三次
工业革命最具标志性的生产工具,正在进入“高歌猛进”的发展新阶段。我国对3D打印已经有了长达20
多年的探索和积累。业内认为,我国在3D打印的科研方面已经颇具实力,但是在商业化和产业化方面仍不
成熟。2012年,全球3D打印产值20亿美金,我国3D打印产值仅4亿元人民币左右,其中具备真正工业 意义的产值不足1亿元人民币,3D打印在表面的喧嚣背后,面临外热内冷,叫好不叫座的尴尬局面。3D打印,从何处破局? 3D打印将颠覆传统教育方式!事实证明,一些在传统教育中表现不好的学生,主要是因为所学的课程理论
性太强,没有兴趣,死记抽象概念让学生通过了考试,但考试过后就很快忘记了,3D 打印机可以让枯燥的 课程变得生动起来,它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式,具有很强的诱惑力,在触觉学习中,学生
不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形,而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型,这样能够吸
收和消化知识,使学生不再遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过:如果你能抓住学生的想象 力,你就能抓住他们的注意力。
中国的传统教育是应试教育,没有开设培养学生 “创新精神和创造力”的课程,纯粹的理论学习使学生的 大脑僵化,学校应开设集设计和3D 打印于一体的“边学边做 ”的课程,把数学,物理课中的许多抽象概
念通过让学生动手设计一些由3D 打印组件组成的小电路和小装置,变成有趣的课程,3D 打印机将激发 新一代学生投身科学,数学,工程和设计的热情,造就一批学生工程师。
美国政府已经以实际行动给出了答案。在美国,几乎所有的大中小学已经开设了3D打印的课程,通过对青 少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养,3D打印成为“美国智造”的有力手段,成为中美制造业竞 争的重要砝码。
时不我待,中国的3D打印教育急需启动,普及3D打印技术知识,引领学生创新思维,创新改变教育,创 新改变中国。
三、技术依托-----中心简介
快速制造国家工程研究中心
教育部快速成型工程中心
快速制造国家工程研究中心(Rapid Manufacturing National Engineering Research Center)是由国家
发展和改革委员会批准设立的一个国家级的先进制造技术创新平台,快速制造国家工程研究中心主任由中
国工程院院院士卢秉恒教授担任。中心下设3个实验室和3个中试车间,包括:快速原型技术实验室、快
速模具实验室和超高速切削装备和技术实验室,以及快速成型装备中试车间、车身模具中试车间和超高速 机床中试车间。
中国工程院院士卢秉恒教授是快速制造国家工程研究中心主任,教育部快速制造工程研究中心主任,国务
院学术委员会机械学科评议组组长,西安交通大学机械工程学院院长,中国机械工程学会副理事长,中国
机械制造工艺协会副理事长,快速原型制造分会理事长,全国高校金属切削机床研究会理事长。
四、3D创新打印设备部分介绍
4.1 3D打印创新流程
4.2场地规划及配置
.面积:场地面积大约80-100平方,或一间普通教室。.区域规划:(1)3D立体数据采集区:(2)数据处理区;(3)加工服务区;(4)3D展示及自助体验区;
.教室配置:以每班45人为例:加工、实训区每9个工位为一组,一共5组,每组台电脑及3D打印机组合各一台,开放式办公桌方便学生分组讨论并完成组装。
.教师基本要求:
(1)具备CAD、UG、proe或solidwork等基础知识;
(2)应具备艺术设计或美术设计等基础知识;
(3)具备机械制图、计算机操作、机械制造工艺学等基础知识;
(4)人员需求:1人。
.3D打印创新设计室项目费用:小学30-50万元,中型70-90万,大型150万左右。要根据学校场地、资金、学校需求配置。
.3D主要打印设备:
序号 设备名称 型号 生产厂商 数量 备注 1 3D
打印机 3D-YUNDL-20 西安交大 1台 单喷头单色 2 3D打印机 3D-YUNDL-24 西安交大 1台 双喷头双色 3 3D打印机 3D-YUNDL-30 西安交大 1台 双喷头双色 4 三维立体内成型机 3D-YNNDL-SL200 西安交大 1套 5 三维立体成像系统 配合内成型机使用西安交大 1台 快速成型机主机 3D-YUNDL-SPS25 西安交大 1台 6 光敏树脂 GP plus 西安交大 20 Kg 数据处理软件 RP Data 西安交大 1套
.教室布局图
4.3推荐配置 创新实验室配置清单(高端)序号 项目 名称 型号 单位 数量 备注 3D打印机 3D-YUNDL-20 台 5 单喷头单色 3D打印机 3D-YUNDL-24 台 10 双喷头双色 3D打印机 3D-YUNDL-30 台 5 双喷头双色 三维立体内成型 3D-YNNDL-SL200 台 1 机 三维立体成像系 配合内成型机使用 套 1 统 激光快速成型机 3D-YUNDL-SPS25 台 1 可进行光敏树脂,陶瓷等3D打印机部材料的研究 数据处理软件 RP DATA10.0 套 1 1 分 3D打印机耗材 ABS PLA,不分颜色 公斤 10 水晶 耗材 块 10 光敏树脂 耗材 公斤 20 进口 光敏树脂 耗材 公斤 20 国产 数据工作站 学校可自备 台 5 PAD 学校可自备 台 5 小计金额 上面3d打印机价格不含运费,质保一年。软件 Autodesk 公司 套 1 设计软件部2 分 合计 3 总计 软硬件部分 创新实验室配置清单(中型)
序号 项目 名称 型号 单位 数量 备注 3D
打印机 3D-YUNDL-20 台 5 单喷头单色 3D打印机 3D-YUNDL-24 台 10 双喷头双色 3D打印机 3D-YUNDL-30 台 5 双喷头双色 三维立体内成型 3D-YNNDL-SL200 台 1 机 三维立体成像系 配合内成型机使用 套 1 3D打印机部统 1 分 3D打印机耗材 ABS PLA,不分颜色 公斤 10
水晶 耗材 块 10
数据工作站
学校可自备 台 5 PAD 学校可自备 台 5 小计金额 上面3d打印机价格不含运费,质保一年。软件 Autodesk 公司 套 1 设计软件部2 分 合计 3 总计 软硬件部分 创新实验室配置清单(小型)序号 项目 名称 型号 单位 数量 备注 3D打印机 3D-YUNDL-20 台 5 单喷头单色 3D打印机 3D-YUNDL-24 台 10 双喷头双色 3D打印机部1 分 3D打印机 3D-YUNDL-30 台 5 双喷头双色 3D打印机耗材 ABS PLA,不分颜色 公斤 10
数据工作站 学校可自备 台 5 PAD 学校可自备 台 5 小计金额
上面3d打印机价格不含运费,质保一年。软件 Autodesk 公司 套 1 设计软件部2 分 合计 3 总计 软硬件部分 适用于小学幼儿园 附件部分: 设备名称 参数 型号规格 数量 备注 固化箱 GHX700 装机工具 24PCS 1套 数字温湿计 WSB-1 1台 20升/天 YH-820B 1台 除湿机 58升/天 DH-858D 1台 90升/天 DH-890D 1台 UPS 3KVA C3K 1台 不间断电源 电脑 1台 学校可自备 1.5P 1台 需考虑安装打孔等费用、17%增
2P 1台 空调 税,管路长的话也惊人(有时超3000元)安装费
4.4主要机型设备参数及性能
4.4.1普及型三维打印机
一、简介
本产品为低成本3D打印设备,是一种利用ABS、PLA等作为原材料的热熔成形方法的打印设备。该技术利
用普通打印机的原理,利用计算机处理好数据,把原料装入机身,通过控制主板的控制,用打印头将原料
一层一层累积起来,最后将计算机上的设计图变成实物。从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降 低生产成本。同时,该设备实现了从样件的三维数据直接输出 1:1 实体模型的先进工艺,加之设备成本
得以降低,将有望作为计算机外设推广到办公室和家用领域而应用于工艺品制作、珠宝首饰、教学实验及
创新设计等方面。
现已研发出具有自主知识产权的低成本3D打印设备以及相关软件,同时提供成熟的三维打印工艺,并最终
实现该设备的产业化及技术推广。把3D打印普及化、家庭化。
本产品所属领域为目前被广泛认为可能推动实现第三次工业革命的3D打印产业,力争实现3D打印设备的 高效化和低成本化,在立足成熟的工业品及军品市场的同时还瞄准民用消费品市场,符合我省乃至我国制
造业发展和社会经济发展的需求。因此,项目的成功实施将具有广阔的市场空间并产生积极的社会效益。
二、设备造型以及参数、制作的样件
名称 标准技术参数 成型体积 240mm*160mm*160mm 喷头直径
0.4mm 喷头 双喷头双色 打印精度 0.2-0.3mm 打印层厚 0.2-0.5mm 打印速度 18cm3/hour 设备外型 320*470*385mm 运行环境 220V、50Hz、300w、≥25℃ 数据接口 STL、S3G 加热底板温度110-120℃
推荐喷头温度230℃ 操作系统 Windows操作系统
成型材料 ABS、PLA
等 设备重量 18kg
部分试验样件实物
三、竞争优势 独家设计,拥有专利的打印头:专利设计的喷头结构能更好的适应直径公差较大的耗材,打印体验更流畅,出丝更稳定;
独家拥有加热平台:打印平台做到整体加热,加热线路和加温速度让成型过程更稳定,有效改善成品翘边
和变形的问题;
独家拥有全套送丝系统:从丝盘支架到送丝导管再到入丝气管,3个组件组成了完整的送丝系统。这是保
证机器在无人值守的情况下正常运作,送丝不缠绕、打圈的关键配置。
智能生成支撑结构:升级版软件能根据模型造型智能生成支撑结构,自动完成更复杂的产品打印工作;
特点:打印面积增大;打印速度加快;机身精度提高;定位精度提高;运行更平稳;自带丝盘固定架:丝
盘安装在固定架上,可以有效防止之前机型存在的卡丝问题。
四、应用范围
低成本3D打印机是设计师、教学及办公的得力帮手。能任何时间便利、及时的将设计图稿转化为成品,是
生动直观的教学形式成为可能。这款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、首饰、艺术设计等等。
4.4.2桌面型三维打印机(专业型)
名称 标准技术参数
成型体积 300mm*300mm*300mm 喷头直径 0.4mm 喷头 双喷头双色 打印精度 0.1-015mm 打印层厚 0.2-0.5mm 打印速度 18cm3/hour 设备外型 600*570*748mm 运行环境 220V、50Hz、300w、≥25℃ 数据接口 STL、S3G 加热底板温度110-120℃ 推荐喷头温度230℃ 操作系统 Windows操作系统 成型材料 ABS、PLA 设备重量 40kg
4.4.3 三维立体成像系统介绍
GS-3D.PRO系列相机是新一代的三维成像系统,采用瞬间闪光技术,被拍摄人员亦无不适感。同时采集手
段采用了高像素的数码相机,纹理丰富,应用面广,可应用于雕塑,人体、工艺品、医疗、安全、娱乐等 领域。
主要功能介绍:
a.生成三维模型(数据):可以非常快速的生成真实的三维人像模型(数据); b.三维模型编辑:该项功能能够对生成的立体人像模型进行编辑和修饰,使模型更加 生动; c.模型点生成:将三维立体人像模型或其他的三维立体模型数据生成点云模型,作为 激光内成型机可以识别并雕刻的数据来源; d.照片(2D)生成点云:该项功能可以帮助用户直接将照片转化为激光内成型机可以雕 刻的数据,可以使雕刻出的图像效果更细腻,特征更明显,而且节省雕刻时间文字
处理功能:该项功能,可以提供简便的文字编辑,并可将编辑完毕的文字生成点云 模型。
4.4.4 激光内雕机 3D-YUNDL-SL200内雕机
1、产品介绍
西安交通大学自主研发的SL系列激光内雕机,自主设计控制系统,充分考虑用户在不同应用方向的特殊需
求,软硬件操作效率高,雕刻效果精细,设备稳定性好,维护量低,广泛应用于个性化水晶内雕礼品、高 精度水晶制作批量加工、玻璃装潢设计、玻璃制品防伪等业务领域。特点优势:
高效率
真实雕刻速度快,使现场个性化加工更有效率,提升业务处理能力
高分辨率
确保图片效果细腻、逼真,媲美照片原图,使定制的水晶照片饱含珍藏价值。
稳定性高
专用于玻璃内雕的激光器,峰值功率高,光束模式好,稳定性更高,寿命长,耗电省,维护量低。
智能化
软件界面用户友好,功能丰富,能直接读取三维/平面点云如见处理的数据,无需用第三方软件进行格式转
换。
2、技术规格
设备型号 3D-YUNDL-SL200 特点 可以雕刻任何水晶透明材料 激光器 Nd:YVO4 crystal, Diode pumped, 532 nm 脉冲式 功率 1 mJ(TEM00)脉冲宽度 < 9 ns 稳定性 +/-1%(pulse to pulse)
脉冲频率 2000Hz 电源 220V or 110V +/-10% 1000W 耗电量 600W 连接线 m for electric cables 最小点 40 um 最大点 100 um 最大加工范围 100×80×100 mm 聚焦镜头 160mm 2D 效果 好 3D 效果 好 最大水晶尺寸 200*200*120mm 镜头数 1 加工速度 2000 points/s 定位精度 10 um 冷却 风冷 设备尺寸(长X宽X高)800x500x670mm 重量 Approx 100 kg 室温 15-35℃ 湿度 <60% 计算机配置: 工业级 PC, 硬盘, 图形卡, 一个并口两个串口, 键盘, 鼠标。
3、应用方案
这套方案既可以现场雕刻平面照片,还可以现场拍摄三维立体人像制作三维头像雕刻,整个过程从拍
照到雕刻完成只要5-10分钟。
主要应用领域:
配合三维相机进行三维头像 制作.奖杯奖牌,为相应的比赛竞赛制作奖杯
4.4.5激光快速成型机
基本功能
*采用材料累加原理,由
CAD数据直接控制激光扫描光敏树脂,快速精确地制造出任意几何形状的产品原型,*无需考虑其复杂程度,真正实现无模制造。
*可制作形状复杂件和薄壁件
技术指标
产品类别 全固态固体激光器 *1 激光器 激光波长 355nm 1.快速成型机1台 *2 最大成型件尺寸 250mm×250mm×100mm *3 成型层厚 0.04~0.20mm任意设定
*4 成型件精度 ±0.1 mm(尺寸小于
100mm)或±0.1%(尺寸大于100mm)
1、枕型误差校正技术:保证在整个成型区域内,真正保证制件±0.1mm的精度
2、真空吸附式涂敷系统技术功能:提高刮平板运动速度,提高制作速度;消除制件气泡,提高制件质量;制件上表面平整,垂直方向精度高
3、成型树脂液面激光检测及液位自动补偿技术功能:精确控制层厚度,保证精度保障技术(具*5 制件精度;制作过程中可自动补偿液面波动;缩短液面自动流平时间,提高有自主知识产权)制作速度
4、多重轮廓功能:通过与数据准备软件的配合,制件时对轮廓进行多重扫描,大幅度提高制件精度和表面光滑度。
5、自动工艺功能:制件过程中,实时地检测激光功率,根据材料的光学性能和光功率动态调整激光扫描速度,充分利用机器性能,加快制件速度。控制专用软件数6 STL格式 据格式 7 电源 220V,50Hz(配UPS净化电源1台)*8 成型材料 光敏树脂 9 控制方式 采用工业控制计算机 主菜单模块,主工具栏模块,辅助工具栏模块,零件制作进程监控模块,工艺信息显示模块和零件成形监控模块:
主菜单模块:提供了控制程序中所用到的文件操作、显示(操作状态转换)、工艺、控制、制作、维护、快速原型专用控参数查询及求助等命令 2.专用控制软主工具栏模块:提供常用的文件操作和参数设置命式下的零件轮廓操作
*1 制软件(自主知识件共1套 令 产权)辅助工具栏模:块提供不同模的命令 制作进程监控模块:
件制作进程
制作工
显示X-Z方向或Y-Z方向的零艺信息模块:显示零件的加工参数和机器状 态等参数 附件配置
24PC
装机工具1套除湿机1台固化箱1台
数据处理软件。
技术指标:
输入模块:接受STL格式的三维模型数据文件,用户可以任意选择三维实体造型软件 三维模型可视化
件处理;修复STL文件错误;操作模块:可视化、测量、STL文装配体分解及切割;模型造型方向定位
多模型拷贝及排列模块:简单而快捷的模型拷贝和
排列功能,可自由指定模型排放顺序;采用虚拟参照技术,极大地节省了系统开支,保证了软件的操作性能;可在对模型进行支撑/分层处理后进行模型数据处理专用软复制和排列,自动继承既有支撑和分层数据 1.数据处理软*1 件(全中文界面、支撑生成模块:根据零件形状智能化自动生成各种
件共1套
类型支撑,可根据需要手工添加和删除支撑
自主知识产权)分层处理模块:将离散的STL三角面片转换为含有
拓扑信息的实体模型表示,提高了分层处理的容错处理和处理速度。可自动识别水平面 数据输出模块:对分层数据进行XY向尺寸补偿、向尺寸补偿等处理,同时转换为快速成型设备加工文件;算法安定可靠,易于理解和操作;快速成型数据处理软件主要解决了由三维实体模型向快速成型分层数据格式的转换问题
五、3D打印创新实验室软件介绍
5.1软件优势
由Autodesk 中国区教育支持中心发布的一套适用于普通用户的建模软件3D打印创新软件(包含4个模块,三维模型设计软件、手工制作软件、创意3D打印软件、趣味泥塑软件)。该系列软件为用户提供多种方式 生成3D模型:用最简单直接的拖拽3D模型并进行编辑的方式进行建模;或者直接将拍摄好的数码照片在 云端处理为3D模型;如果用户喜欢自己动手制作,3D系列软件同样为爱动手的用户提供了多种方式来发
挥自己的创造力。不需要复杂的专业知识,任何人都可以轻松使用3D系列产品。本软件以世界最大三维软件厂商Autodesk的 123D产品为基础平台开发制作而成,软件底层使用流畅性、稳定性毋庸置疑,产品能直接连接3D打印机并进行3D打印。
本实验室软件套件旨在培养中小学生的艺术素养(欣赏及制作)、计算机新技术的接触及应用(设计软件、三维打印机实操)、提供实验室架构、师资培养、课程设计、软硬件更新及其它配套服务,和当地少年宫
或其他教培机构合作,架设实验室影响区域院校。集合美劳及电脑课程从艺术素养及软件应用两方面进行
素质教育培养,并在架设足够多实验室后进行区域联动,联合举办诸如学生作品展演、绘画大赛、摄影后
制大赛等活动。
5.2软件介绍
本实验室软件分为四个软件模块,三维模型设计软件、手工制作软件、创意3D打印软件、趣味泥塑软件,软件符合简单、易学、趣味的中小学软件教学模式的3D打印创新软件。软件拥有大量的案例模型库,并定
制了符合中小学教学的软件交互方式,轻松易学,使学生能在最短的时间掌握和体验3D创新打印从无到有 的全过程。
5.3软件功能
软件名称 功能介绍 适用人群/课程 三维模型设计软件基于Mac, PC, iPad和网络在线的三维建模软件,可以使用
(3D Design)一些简单的图形来设计、创建、编辑三维模型,或者在一个
已有的模型上进行修改。
软件打破了常规专业
CAD软件从草图生成三维模型的建模方所有/通用技术 法,三维模型设计软件提供了丰富的三维模型和图形库,通过对这些模型库和图形的堆砌和编辑生成复杂形状。这种‘傻瓜式’的建模方式感觉像是在搭积木,即使你不是一个CAD建模工程师,也能随心所欲地在123D Design里建模并打印3D模型。符合现代普通教育下学生的接受和学习能力。将照片转化为三维模型,学生使用此创意3D打印软件可以快 创意3D打印软件速的将实物照片通过云服务器制作出数字三维模型,并能够(3D Orig-Design)发送到3D打印设计软件里进行修改编辑,最后打印出想要的所有中小学/科学实验室 三维模型。从三维模型创建拼装实体,学生使用手工制作软件可以创造自己想象的模型,软件自动将模型切分成若干和切片模型,小学/小学劳技 手工制作软件(3D Maker)可以将切片模型3D打印出来,并进行组装,通过此软件使学中学/通用技术 生了解设计、制造到装配的全过程。三维数字雕塑喷绘软件,学生使用趣味泥塑软件可以通过拉趣味泥塑软件(3D Sculpt)升、推挤、扁平、凸起等等操作。是模型库中的初级模型很中学/通用技术 快拥有极具个性的外形。
教学内容
利用讲解案例过程嵌入理论知识的教学方法,让学生先动手操作然后认知3D打印的概念,这样更能深刻感
受新科技的魅力。由教师教授带领学生去做一个个案例,在此基础上再由学生自由发挥,利用所学软件技
术去表达自己的创意及想法。
5.4教学资源库课程体系课程介 绍
一、教学架构
本实验室主要是分为四大模块,分别是三维模型制作模块、创意3D打印模块、个性化手工制作模块、趣味
泥塑模块。
二、教学内容
1、三维模型设计模块
软硬件平台:
三维模型设计软件(3D Design)
ipad、pc 讲授内容:
本模块使用三维模型设计软件,提供了一些简单的三维图形,通过对这些简单图形的堆砌和编辑生成复杂
形状,类似于堆积木。可以实现模型设计草图确定、三维模型设计软件使用概念知识、模型设计讲解详细 步骤等教学内容。
案例:
火车;
齿轮等
技术关键:
用简单的三维图形堆砌和编辑。
2、创意
3D打印模块
软硬件平台:
创意3D打印软件(3D Orig-Design)
PC、相机
讲授内容: 本模块使用创意
3D打印软件软件,利用云计算的强大能力,可将数码照片迅速转换为逼真的三维模型。可
以实现相机使用基础知识、图片信息基本知识、创意3D打印软件使用基础、云合成等的教学内容。
案例:
人物;
饰品;
模具等
技术关键:
使用傻瓜相机、手机或高级数码单反相机抓拍物体、人物或场景,物体的每个角度都需要有照片。
3、个性化手工制作模块 软硬件平台:
个性化手工制作软件(3D Maker)
PC、ipad 讲授内容:
本模块使用个性化手工制作软件软件,将数字三维模型转换为二维切割图案,用户可利用硬纸板、木料、布料、金属或塑料等低成本材料将这些图案迅速拼装成实物,从而再现原来的数字化模型。可以实现其它
格式模型导入技术、模型剖面手绘技术、个性化手工制作软件使用技术、模型各部分结构图生成技术以及
部分结构裁剪技术等的教学内容。
案例:
电台灯
泰姬陵;
火箭;
恐龙等,技术关键:
一个桌子放一个模型,否则到现场会出现纸片错乱的情况打印的模型尽可能简单,否则会降低乐趣由于切
割机无法打印数字,所以要打印安装指导(即Make生成的打印文档,上面有数字,可以帮助拼接)打印材 质和厚度需要先告诉设计人员,指导生成Make的设计间隙。
4、趣味泥塑模块
软硬件平台
趣味泥塑软件(3D sculpt)
ipad 讲授内容:
本模块使用趣味泥塑软件软件,在iPad上制作出任何的雕塑模型,并且可以在这些雕塑模型上绘画。可以
实现泥塑的基本知识、3D sculpt软件使用基础、具体模型操作详解。
案例:
恐龙;
野兽;
青铜鼎等,技术关键:
通过拉升、推挤、扁平、凸起等等操作完成制作。
三、师资培养 抽调当地教学资源由本司提供到地培训服务,包括软件操作教学、案例分析及日常养护几方面进行师资培
养。周期一般为5天。首次培训结束将有为一期的试讲活动,由本司讲师参与,合格后颁发教学许可证书。课程名称 案例内容 使用软件 技术关键 使用人群 埃菲尔铁塔 一个桌子放一个模型,否则到现场会出现纸片错乱的情况 泰姬陵 打印的模型尽可能简单,否则会降低乐趣 火箭 由于切割机无法打印数字,所以要打印安 恐龙 手工拼装 手工制作软件 装指导(即Make生成的打印文档,上面有中学 电台灯 数字,可以帮助拼接)打印材质和厚度需要先告诉设计人员,指„„ 导生成Make的设计间隙 火车 三维模型设计 三维模型设计软件 用简单的三维图形堆砌和编辑 中学 „„ 人物 使用傻瓜相机、手机或高级数码单反相机快速模型制作 小饰品 创意3D打印软件 中学 抓拍物体、人物或场景 „„ 恐龙 野兽 通过拉升、推挤、扁平、凸起等等操作完雕塑 趣味泥塑软件 中学 青铜鼎 成制作 „„
六、完善的软硬件服务和创新培训服务 6.1 软硬件服务
软硬件推荐配置由国内国外最顶尖公司最新技术,365*24电话咨询,工作日上门服务。
每年开展1-2次教师培训和有奖创新比赛,提供免费定期交流和学习,以及网络交流和学习的平台。全方位
解决普教3D打印师资水平不高和创新应用能力较低问题。6.2
3D创新设备培训
由云上动力(北京)公司组织,由西安交大专业教授培训3D各项设备操作:
培训内容:3D软件高端设计培训(工业设计;机械制图;建筑设计);3D打印机原理与拆装操作;创意项 目选题与策划;专利申请指导。
长期提供博导教授、副教授、博士的梯队专家咨询和指导。
3D打印技术与云上动力数字校园融合,设计创意,即刻梦想成真,链接智慧,实现中国创造。
6.3创新软件部分师
当资培训培养
由云上动力(北京)公司组织,AUTODESK地教育售后服务公司提供,包括软件操作教学、案例分析及日
常养护几方面进行师资培养。周期一般为5天。首次培训结束将有为一期的试讲活动,由本司讲师参与,合格后颁发教学许可证书。
课程名称 具体内容 使用软件 技术关键 使用人群 埃菲尔铁塔 一个桌子放一个模型,否则到现场会出现纸片错乱的情况 泰姬陵 小学 打印的模型尽可能简单,否则会降低乐趣 火箭 由于切割机无法打印数字,所以要打印安恐龙 手工拼装 123D Make 装指导(即Make生成的打印文档,上面有电台灯 中学 数字,可以帮助拼接)打印材质和厚度需要先告诉设计人员,指„„ 导生成Make的设计间隙 火车 所有 三维模型设计 123D Design 用简单的三维图形堆砌和编辑 „„
3D打印笔作文500字 篇8
它怪不得是打印笔,长的跟笔还真是很像,只不过略粗了一些。尾部是进料口,笔的身上有两个键,是掌管材料进出的按键,还有一个显示屏,显示着秒数,使用前需要在笔内加热,转化成液体,加热是需要时间的,显示屏显示的秒数是120秒,在120秒内,进出键都是无效的。
它可以用拼接的方式来完成作品。像是做真正的东西一样,要把零件做出来,再用材料将其连接,一个作品就完成了,3D打印笔还可以在空中直接作画,笔尖对准空中,迅速挥动,画出你喜欢的图案,只不过比较困难。
有人要问了,总是说材料材料的,那材料是什么呢?告诉大家,是ABS塑料,五颜六色,有红的,有绿的,有蓝的,有黄的……用完一个颜色后,再按退出键,可以将其取出,把带皱纹的一条剪下,下次就可以再次使用了。
3D打印笔的笔头有着极强的破坏力,甚至可以把塑料瓶融化,除非在专用的纸上作画。你想想,能把塑料瓶融化的东西有多厉害?
3D打印笔一直陪伴着我的课余生活,在我寂寞的时候,它会给我乐趣;在我生气的时候,他让我开心;在我劳累的时候,他让我轻松。我喜欢我的3D打印笔!
3D打印行业深度研究报告 篇9
根据2013版的Wohlers显示,2013年全球3D打印市场规模约40亿美元,相比2012年几乎翻了一番。其大体分布概况是欧洲约10亿美元,美国约15亿美元,中国所占份额约3亿美元。而据Wohlers和研兄机构Gartner统计,预计2017年3D打印设备销售额将达到将近50-60亿美元,整个市场将维持近20%增长率。
当前3D打印领域主要业务包括:设备制造、打印材料和打印服务。据此,我们将目前市场上的厂商分为以下3类:设备制造商、材料提供商和打印服务商。目前3D打印成本较高,主要由于设备成本和材料成本处于较高水平。以金属3D打印为例,根据匡算,在总的成本构成中,设备成本占到总制造成本的约3/4,耗材成本以及后期处理成本分别占比为11%和7%。
上游环节:根据Wohlers Associates统计显示,2012工业级3D打印设备中,销售额前三位分别为光固化31%,FDM材料挤出22%,粉末尿熔化21%。而服务商最想购买的设备来看,以金属粉末作为主要耗材的粉末床熔化设备的需求量超过了整体的一半以上。金属材料将成为工业发展的趋势,而粉末制备是3D打印非常重要的一个技术难度,直接影响3D打印技术进步的快慢。
中游设备:中游设备大致分为高端和低端两类,大多数中小企业的产品集中在门槛较低的基于塑料热熔融技术的低端设备。在较高端的基于激光熔覆技术的高端设备方面,某些具有核心技术和应用市场拓展能力的企业具备一定优势。
下游服务:在工业领域中,3D打印目前先在军工、核电等价格不敏感型领域率先推广和应用,主要针对大型、小批量、非标准件产品,尤其在试制模型阶段。
一、3D打印:第三次工业革命的标志性生产工具
3D打印技术是指由计算机辅助设计模型(CAD)直接驱动的,运用金属、塑料、陶瓷、树脂、蜡、纸、砂等材料,在快速成形设备里分层制造任何复杂形状的物理买体的技术。基本流程是,先用计算机软件设计三维模型,然后把三维数字模型离散为面、线和点,再通过3D打印设备分层堆积,最后变成一个三维的买物。
传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”,具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。3D打印将多维制造变成简单的由下而上的二维叠加,从而大大降低了设计与制造的复杂度。同时,3D打印还可以制造传统方式无法加工的奇异结构,尤其适合动力设备、航空航天、汽车等高端产品上的关键零部件的制造。
上一轮的工业革命中,制造业主要通过批量化的流水线制造和集约生产来降低生产成本,买现规模效益。原来是制造商和消费者分离,现在是制造商和消费者合为一体,开展自工业化。3D打印将引发真正意义上的制造业革命,产业组织形态和供应链模式都将被重新构建,带来无穷的创新空间
(一)3D打印仍处于前沿科学
根据2012年Gartner技术成熟曲线显示,目前3D打印技术处于“过高期望的峰值”Peak of InflatedExpectations:在此阶段的特征就是早期公众过分关注。:在此阶段的特征就是早期公众过分关注。回顾过去10年,2000年3D打印出现一轮高潮,当时的概念为“快速成型”,全国很多地方都建立相应的生产力促进中心,主要购买光固化设备。但是后来受到CNC技术(数控加工,是数字化加工的一种,属于去除加工的形式)的党争,很多快速成型的工艺,CNC也能做,且快速成型生产的产品在精度和效率方面都高于3D打印;之后3D打印在工业上慢慢姜缩。当然,过去10年3D打印技术也在发展,目前已经达到与铸造精度相媲美的技术水平,但与一般的工业应用仍有距离。目前,3D打印是作为CNC技术的一个补充。
目前3D打印仍待解决的问题包括:1)材料,开发专用材料的成本大。2)行业标准待建立。3)涉及到法律法规及伦理领域的问题。
(二)欧美发展:应用广泛
3D打印技术诞生于上世纪80年代的美国,此后马上出现第一波小高潮,美国很快涌现出多家3D打印公司:1984年,CharlesHull开始研发3D打印技术,1986年,他自立门户,创办了世界上第一家3D打印技术公司(3D Systems公司也是目前3D市场领军者之一),同年发布了第一款商用3D打印机。1988年,Scott Crump发明了FDM(热熔挤韦,}成型)技术,并于1989年成立了现在的另一家3D打印上市公司Stratasys(NASDAO:SSYS,该公司在1992年卖出了第一台商用3D打印机。
到了21世纪初,3D打印沉寂下来,许多人开始质疑这种技术的可靠性,当时只能做一些塑料模型,强度和精度都不高。直到2008年,开源3D打印项目【RepRap】发布“Darwin", 3D打印机制造进入新纪元;同年,Objet推出Connex500,让【多材料】3D打印成为可能。
在欧美3D打印技术已经广泛应用。目前限制金属材料发展的主要的问题是其成形制造效率不高,每个小时大约只有100-3000克。
(三)国内发展:设备多集中在教育领域
中国从1991年开始研兄3D打印技术,当时的名称叫快速原型技术(Rapid Prototyping,即开发样品之前的买物模型;具体在国际上有几种成熟的工艺,分层买体制造(LOM、立体光刻(SL),熔融挤压(FDM、激光烧结(SLS)等(后文会将重要技术一一详述),国内也在不断跟踪开发。2000年前后,这些工艺从买验室研究逐步向工程化、产品化转化。由于做出来的只是原型,而不是可以使用的产品,而且国内对产品开发也不重视,大多是抄袭,所以快速原型技术在中国工业领域普及得很慢,全国每年仅销售几十台快速原型设备,主要应用于职业技术培训、高校等教育领域。
2000年以后,清华大学、华中科技大学、西安交大等高校继续研究3D打印技术。西安交大侧重于应用,做一些模具和航空航天的零部件;华中科技大学开发了不同的3D打印设备;清华大学把快速成形技术转移到企业一一殷华(后改为太尔时代)后,把研究重点放在了生物制造领域。
目前国内的3D打印设备和服务企业一共有二十多家,规模都较小。一类是十年前就开始技术研发和应用,如北京太尔时代、北京隆源、武汉滨湖、陕西恒通等。这些企业都有自身的核心技术。另一类是2010年左右成立的,如湖南华曙、先临三维、紫金立德、飞尔康、峰华卓立等。而华中科技大学、西安交通大学、清华大学等高校和科研机构是重要的3D技术培育基地。
(四)国内外技术差距大
从2012年设备数量上看,美国目前各种3D打印设备的数量占全世界40%,而中国只有8%左右。国内3D打印在过去20年发展比较缓慢,在技术上存在瓶颈。1)材料的种类和性能受限制,特别是使用金属材料制造还存在问题。2)成形的效率需要进一步提高。3)在工艺的尺寸、精度和稳定性上迫切需要加强。
随着美国“再工业化、再制造化”的口号呼喊,3D打印所打造的少劳动力制造将给美国极大的动力去发展。中国与美国的差距主要表现在:1)产业化进程缓慢,市场需求不足;2)美国3D打印产品的快速制造水平比国内高;3)烧结的材料尤其是金属材料,质量和性能比我们好;4)激光烧结陶瓷粉末、金属粉末的工艺方面还有一定差距;5)国内企业的收入结构单一,主要靠卖3D打印设备,而美国的公司是多元经营,设备、服务和材料基本各占销售收入的1/3。在全球3D模型制造技术的专利实力榜单上,美国3DSystems公司、日本松下公司和德国EOS公司遥遥领先。
展望未米,3D打印是以数字化、网络化为基础,以个性化、短流程为特征,实现直接制造、桌边制造和批量定制的新的制造方式。其生长点表现在:与生物工程的结合,与艺术创造的结合,与消费者直接结合。
目前,在欧美等发达国家,3D打印技术的应用已较为广泛,大到飞行器、赛车,小到服装、手机外壳、甚至是人体组织器官。尤其在一些交叉学科领域中,3D打印的应用更加明显。
二、3D打印细分工艺:未来主流方向是金属打印
根据打印所用材料及生产片层方式的不同,实现方法有以下几种:1)熔化或软化材料产生层。2)液体材料加工方法。3)层压板制造(LOM,将纸、聚合物、金属等材料薄层剪裁成一定形状并粘接在一起。这些3D打印技术由不同公司研发倡导,主要区别在于打印速度、成本、可选材料及色彩能力等。
(一)FDM:最早的3D打印技术
FDM技术是由Stratasys公司于1980年中后期发明。该成型设备采用成卷的塑料丝或金属丝作为材料,工作时将材料供应给挤压喷嘴,喷嘴加热融化材料,并在计算机辅助制造软件的控制以及步进电机或伺服电机的驱动下,沿着水平和垂直方向移动打印,热塑性材料凑够喷嘴挤出,形成层并迅速硬化。打印完成后,拿掉固定在零件或模型外部的支撑材料即可。
整个成型过程需要恒温环境,熔融状态的丝挤出成型后如果骤然受到冷却,容易造成翘曲和开裂,适当的环境温度最大限度地减小这种造型缺陷,提高成型质量和精度。由于FDM工艺不用激光,使用、维护简单,成本较低,同时兼具成型材料种类多,成型件强度高、精度较高的特点,使该工艺可以直接制造功能性零件。目前,FDM技术可以打印的材料包括ABS,聚碳酸醋、PLA,聚苯矾等。与其他的3D打印技术相比,FDM是唯一使用工业级热塑材料作为成型材料的积层制造方法,打印出的物件具有可耐受高热、腐蚀性化学物质、抗菌和强烈的机械应力等特性,被用于制造概念模型、功能模型,甚至直接制造零部件和生产工具。
FDM技术被Stratasys公司的Dimension, uPrint和Fortus全线产品以及惠普大幅面打印机作为核心技术所采用。由于其成型材料种类多,成型件强度高、精度高,表面质量好,易于装配、无公害,可在办公室环境下进行等特点,使得该工艺发展极为迅速,目前FDM在全球已安装快速成形系统中的份额大约为30%。
2012年3月,Stratasys公司发布的超大型快速成型系统Fortus 900mc,代表了当今FDM技术的最高成型精度、成型尺寸和产能,成型尺寸高达914.4mm X696mmX914.4mm,打印误差为每毫米增加0.0015-0.089mm,打印层厚度最小仅为0.178mm,被用于打印真正的产品级零部件。
(二)粒状物料成型技术(1)激光烧结 激光烧结是在拉状层中选择性地融化打印材料,通常采用激光来烧结材料并形成固体。在这种方法中,未融化的材料作为生成物件的支撑薄壁,从而减少了对其他支撑材料的需求。激光烧结技术主要包括2种类型:一种是SLS技术,主要采用金属和聚合物为打印材料,具体包括尼龙、添加玻璃纤维的尼龙、刚性玻璃纤维、聚醚铜、聚苯乙烯、尼龙及铝粉等混合材料、尼龙及碳纤维的混合材料、人造橡胶等,3DSystems公司的sPro系列3D打印机就是采取SLS技术;另一种是直接金属激光烧结(DMLS)技术,已经实现可打印几乎任何金属合金,具有代表性的设备是德国EOS公司的直接金属激光烧结设备。对于SLS而言,国产设备大约100万元/台,进口设备300万元/台,进口材料大约100美元/公斤。
(2)EBM 电子束熔炼是一种金属部件的积层制造技术,可打印钛合金等材料。电子束熔炼技术是通过高真空环境下的电子束将融化的金属粉末层层叠加,与直接金属激光烧结技术低于熔点的生产环境有所不同,EBM技术生产出的物件密度高、无空隙且非常坚固。采用EBM技术的代表设备为瑞典ARCAM公司的EBM系统。
(3)PP 使用PP技术的3D打印机每次喷一层石膏或者树脂粉末,并通过横截面进行粘合。打印机不断重复该过程,直到打印完每一层。此技术允许打印全色彩原型和弹性部件,将蜡状物、热固性树脂和塑料加入粉末一起打印,还可以增加强度。采用此打印技术的代表设备为3D Systems公司的ZPrinter系列 3 D打印机。
(三)光聚合成型技术
(1)SLA SLA的主要实现途径是用于生产固件部件的光固化成型技术。SLA技术最早由美国3D Systems公司成功买现商业化,其生产的Projet系列和iPro系列3D打印设备均采用了SLA技术。该技术由于具有成型过程自动化程度高、制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够买现比较精细的成型尺寸等特点,因而成为广泛应用的快速成型工艺方法。但SLA系统的缺点是对液态光敏聚合物进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻,同时,成型件多为树脂类,强度、刚度和耐热性有限,不利于长期保存。
Objet公司的PolyJet系统是一种喷头打印技术,目前已买现以16-30um的超薄层喷射光敏聚合物材料,并层层构建到托盘上,直至部件制作完成。每一层光敏聚合物在喷射时即采用紫外线光固化,打印出的物件即为完全凝固的模型,无需后固化。被设计用来支撑复杂几何形状的凝胶体支撑材料,通过手剥和水洗即可除去。(2)DLP 在数字光处理技术中,大捅的物体聚合物被暴露在数字光处理投影机的安全灯环境下,暴露的液体聚合物快速变硬,然后设备的构建盘以较小的增量向下移动,液体聚合物再次暴露在光线下。这个过程不断重复,直到模型建成。最后排出捅中的液体聚合物,留下买体模型。采用DLP技术的代表设备是德国EnvisionTec公司的Ultra3D打印数字光处理快速成型系统。
DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,也是采用光敏树脂作为打印材料,不同的是SLA的光线是聚成一点在面上移动,而DLP在打印平台的顶部放置一台高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪,将光打在一个面上来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。
DLP的应用非常广泛,该技术最早是由德州仪器开发的,它至今仍然是此项技术的主要供应商。最近几年该技术放入3D打印中,利用机器上的紫外光(白光灯),照出一个截面的图像,把液态的光敏树脂固化。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。
SLA与DLP打印所需的液态光敏树脂材料也因生产商家和机型的不同而各有特点,比如EnvisionTec的各类机型都可以使用EC-500型蜡基液体树脂材料制造各类精致饰品模型以用于失蜡法铸造,但其每千克材料成本高达几千元。其民用代表机型有B9 Creator(2500美元),Form 1(3300美金)等。
(四)3DP三维喷绘打印技术
3DP是一种基于微喷射原理(从喷嘴喷射出液态微滴),按一定路径逐层打印堆积成形的打印技术,这种技术和平面打印非常相似。3DP打印机主要部件为储粉缸和成形室工作台。打印时首先在成形室工作台上均匀地铺上一层粉末材料,接着打印头按照零件截面形状,将粘结材料有选择性地打印到已铺好的粉末层上,使零件截面有实体区域内的粉末材料粘接在一起,形成截面轮廓,一层打印完后工作台下移一定高度,然后重复上述过程。如此循环逐层打印直至工件完成,再经后处理,得到成形制件。
同立体印刷、叠层买体制造和选择性激光烧结快速成形技术相比,3DP不需要昂贵的激光系统,具有设备价格便宜、运行和维护成本低的优势。与熔融沉积快速成形技术相比,3DP可以在常温下操作,具有运行可靠,成形材料种类多和价格低的优势。此外,与其它RP系统相比,3DP还有操作简单、成形速度快、制件精度高、成形过程无污染,适合办公室环境使用等优点。
(五)几种方法优劣比对:目前FDM和SLS为主流
金属零件快速制造技术代表了RP技术的最新发展方向。目前,真正能够制造精密金属零件的快速成型技术只有选择性激光熔化和选择性激光烧结。SLS成型方法成型金属零件时,多采用树脂或低熔点材料包覆的金属粉末作为原材料,通过激光扫描使树脂熔化将金属粉末固结在一起,在成型后经过脱脂、浸渗低熔点金属(如青铜等)来提高致密度。使用该技术成型,金属零件工序复杂且零件强度与精度多数情况下仍达不到要求。而选择性激光熔化SLM技术是一种极具创新的快速成型技术,能一步加工出具有冶金结合,相对密度接近100%,具有复杂结构、高的尺寸精度的金属零件。目前,金属3D打印成本偏高是其主要缺点之一。
在总成本构成中,购置设备成本约占总成本的3/4。而上述两种工艺的设备均属于工业级打印设备,价格普遍较为昂贵。其次,金属3D打印的材料通常有钦粉、铝合金粉和不锈钢粉。耗材成本虽然仅占总成本11%,但是相较于其他普通金属材料,这些材料成本要高出将近10倍左右。如德国EOS公司所生产的不锈钢粉、铝硅粉、钛合金粉,其价格是传统粉体的10至20倍。而3D打印用钛粉成本约为180万/吨,是普通航空用钛材价格的9倍多。
三、市场现状:个人打印高增速、功能应用以模具为主 根据2013版的Wohlers显示,2013年全球3D打印市场规模约40亿美元,相比2012年几乎翻了一番。其大体分布概况是欧洲约10亿美元,美国约15亿美元,中国所占份额约3亿美元。面向工业的3D打印机设置台数按国家进行统计的话,美国占38%,位居第一,其次是日本占9.7%,第三位德国占9.4%,第四位中国占8.7%。
近年来,3D打印市场高速发展,个人3D打印市场也已开启。根据市场研究机构Frost & Sullivan发布的《2012年全球3D打印市场研究报告))显示,从1994年到2011年,全球3D打印机市场规模一直保持高速增长态势,复合增长率达到了17.6%0 2011年全球个人3D打印设备销售量呈现爆发式增长,销售量从5987台猛增至23265台,增幅接近300%,大幅超过商用3D打印设备增速。
就企业实力来看,目前欧美较具规模的3D打印企业的年销售收入一般都在10亿元人民币左右,而国内目前仍没有一家企业收入过亿,甚至超过5000万元的企业都寥寥无几。目前,我国3D打印行业整体上发展不错,设备、材料、软件等核心领域都能够不同程度买现自给,并在文化创意、工业、生物医学等领域得到应用。但是,缺乏龙头企业、核心技术、成熟的商业模式,以及市场广泛应用和政策资金扶持。激光器、软件、材料等核心技术还依赖进口。
四、3D打印未来发展以及市场空间
根据2013版的Wohlers显示,2013年全球3D打印市场规模约40亿美元,2012年全球3D打印产业整体的销售规模达到22.04亿美元。2010-2012年三年的年复合增长率达27%。该机构预计2017年则将进一步上升至50亿美元,并且此后整个市场将维持近20%增长率。预计至2021年,3D打印市场规模将达到近110亿美元。
2013年我国产值20亿元。世界3D打印技术产业联盟秘书长、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军表示:现在还是3D打印技术的起步阶段、产业化的初级阶段。未来3-5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期,如果推进顺利,2014年同比翻一番没有大问题,而2015年则有望达到80-100亿,到2016年产值将达百亿元人民币。
(一)3D打印在各类应用领域中的发展前景
增材制造工艺在材料的利用率上有着明显的优势。2012年3D打印技术三个领域内应用最为普遍:分别为消费品和电子占21.8%,交通设备占18.6%,医疗占16.4%。
在个人应用领域虽然起步较工业领域稍晚,但是增长势头凶猛。据统计,2011年全球个人3D打印设备销售量为23265台,增长率高达200%。虽然2012年的增长率为46.3%,但就整体而言,近些年3D打印技术在个人应用领域的发展还是十分迅猛的。
(1)航空航天领域:最具发展前景领域之一
3D打印制造出来的金属零件完全符合航空航天领域对于未来器械设备制造的要求。1)“轻量化”和“高强度”一直是航空航天设备制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好的迎合这两个要求,如由激光快速成型技术打造的一次成型钛合金的承力能力比普通锻造、焊接强上近30%;2)由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的小部件,如果运用传统工艺制作势必会存在制作周期过长,且成本过高的问题。而3D打印技术低成本快速成型的特点则能很好地弥补这一问题;3)传统技术在生产零件过程中会造成许多不必要的损耗,对于复杂产品,夸张的时候原材料利用率仅有不到10%。而3D打印所特有的增材制造技术则能很好的利用原材料利用率高达90%。
举例而言,我国第二款自主设计的国产大型客机C919制作飞机零部件是3D打印应用于航空航天领域的典型案例之一。主要制造的飞机零件是中央翼缘条,其规格为长约3米,重量达到196Kg,工序耗时在一个月以内。若通过传统工艺制造,国内制造能力尚无法满足,向国外采购会增加成本。截止至2012年11月,C919的订单数已达到380架,客机的首飞时间定于2015年,预计届时3D打印飞机零部件订单数量将会出现一波高峰。而C919客机仅仅只是一个开始,未来3D打印将会被广泛应用于航空航天领域。整个市场的增长空间将不可限量。
(2)军工领域:军备需求增长明确
据外媒报道称,3D打印技术将会被应用于我国新一代高性能新型战斗机之中,如首款航母舰载机歼-
15、多用途战机歼-
16、第五代重型战斗机歼-20等。两会期间,歼-15总设计师孙聪透露,钦合金和M100钢的3D打印技术,已被广泛用于歼-15的主承力部分,包括整个前起落架。目前我国前三代战斗机保有量约为2000架,未来几年我国战斗机更新换代的步伐会随着科技的进步而不断加快。如果3D打印技术在第四代战斗机上的成功应用,势必会使得3D打印钛合金的需求量出现“井喷”的现象。
2014年国防支出预算将增加12.2%,升至8082.3亿元。我国国防支出预算首次突破8000亿元人民币。近四年来国防支出预算的增幅均在10%以上,而此次12.2%的增幅也是连降三年后首次回升。国防开支的不断上升预示着军工领域可分的“蛋糕”在不断做大。现代化部队是我国军队建设目标之一,3D打印技术的应用符合提高军队设备高科技含量的要求。增材制造产品本身耗材少,质量轻,损耗少的特点不仅仅可以应用于战斗机的制造,还能满足军工领域其他设备制造的需要。今后在这一领域需求量将会出现大幅的提升。
(3)医疗领域:新兴领域成为中坚力量
医疗领域已然成为3D打印应用最多的领域之一,2012年产能占据全球产值的16.4%。且大部分应用都集中在假肢制造、牙齿矫正与修复等方面。利用3D打印能够完美地复制人体结构构造,贴合人体工学。现如今在欧洲,使用3D打印制造钛合金人体骨骼的成功案例就有3万多例。
随着科技的不断进步,将3D打印应用于组织器官移植的技术也不单单只停留在理论层面。2013年5月,美国俄亥俄州一名六周大男婴患有支气管软化,病情危重。医生利用3D打印机,制作了一个夹板,在婴儿的气道中开辟了一个通道。男婴最终成功维持呼吸,幸免于难。这是医学史上首宗3D打印器官成功移植的案例。
根据美国器官共享网络(UNOS)统计数据,美国等待器官移植的患者人数在逐年增加。截止至2014年4月10日,美国在等待器官移植手术的病患共计78000余人。今后这将是一个需求量极大的市场。而由于符合要求的器官捐献数量不足,以及术后可能产生的严重排斥性问题,传统医疗手段已然无法满足现在需要器官移植病患的要求。因此,今后3D打印在这一领域的应用将会非常可观的。
(二)金属3D打印发展前景无可限量
金属材料由于其高硬度,耐高温等得天独厚的特性,其作为3D打印原材料的发展空间将会是巨大的。相较于PVC,陶瓷等材料金属3D打印所制造出来的产品可以在更多的领域得到应用,如航天航空、汽车制造、军工等。产业链下游需求面更加宽广,使得金属零部件的3D打印技术在未来的发展前景更加被业界所看好。
当然,金属3D打印在现阶段仍然会遇到一定的技术难题。因为金属的熔点相对较高,所以在成品制造的过程中会有多种物理过程(如金属固液形态的转变),热传导和表面扩散等。为了解决这一系列问题,需要多种制造参数配合。相较于其他材料的3D打印技术,金属零部件快速成型技术应当是最为复杂的。因此,随着科技的逐步成熟,金属3D打印技术进步的空间将会是非常巨大的。
根据WohlersAssociates统计显示,2012年售价在5000美元以上的工业级3D打印设备中,按销售额划分,占据市场前三位的分别是光固化31%,FDM材料挤出22%粉末尿熔化21%。
从另一项统计数据分析中,能够更加直观的反映未来3D打印市场的发展走向。从3D打印服务商最想购买的设备来看,以金属粉末作为主要耗材的粉末床熔化设备的需求量超过了整体的一半以上。由此可见,能够处理难以加工的金属材料,符合更广泛市场应用的金属3D打印技术更加受到市场的青睐。
(三)3D打印在我国的发展前景
目前,我国3D打印技术尚处于初期发展阶段。与增材制造技术发展最为领先的美国尚有一定的差距。
影响我国3D打印进一步产业化推广的问题主要可以总结为以下几点。第一,我国尚没对3D打印行业建立统一的共性标准。由于使用3D打印技术制造产品的特点为小批量,个性化,这就凸显行业共性标准的决定性意义。而国内目前整个行业尚处于一个整合度较低,比较无序的阶段。这大大制约了3D打印在国内的大规模商业化进程;第二,3D打印原材料供给不足已成为制约其在我国发展的障碍之一。由于增材制造技术的特殊性,耗材在整个制造过程中起到了决定性的作用。而我国3D打印耗材主要依赖于国外进口,尤其是金属材料。过高的材料成本可能成为阻碍发展的原因之一;国内机械制造产业链相对比较成熟,偏低的传统制造成本,会大大降低3D打印技术的性价比。在一定程度上削弱市场对此技术的重视程度。
虽然目前我国3D打印在产业化的道路上稍落后于世界其他发达国家,但是在增材制造技术的研发上,我国并没有逊色于其他国家,甚至在某些领域还处于世界领先地位。特别是在利用选择性激光烧结(SLS)技术制造大型零部件这一技术上,我国更是走在3D打印技术发展最为成熟的美国之前,领先于全球。
王华明教授所带领的科研团队,凭借“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成型技术”获得“2012国家技术发明一等奖”。该项技术已成功应用于我国第二款自主设计制造的国产大型客机C919的零部件制造上。仅需55天便可以在实验室中打造出C919机头的四个主风档窗框。若向国外公司定制,则需至少两年以上时间,且成本也会相应增加许多。并且以此项技术所打印出的钦合金零部件很可能大规模应用于我国第四代战斗机之上。可见,今后3D打印在国内市场的发展空间将十分庞大。