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3D打印为什么能代表未来?

3D打印和增材制造的潜力如此巨大,以至于它可能会颠覆我们所知的制造业。最明显的变化将是本地化生产,这可能会接替或取代传统的分布式制造。另一个重大变化是个性化定制的能力。

除了颠覆传统制造之外,3D打印还将通过使用非石化材料来提高可持续性。新材料将更便宜且更容易采购,这将降低制造成本。这些较低的成本还将影响材料的储存、运输和运输系统的成本。ijResmc

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图片来源:UnsplashijResmc

什么是增材制造?

增材制造是通过材料的逐层叠加(通常是塑料或金属粉末)来制造物体的过程。这些目标实际上可以是任何东西。只要可以在软件中设计3D模型,就可以打印出来。ijResmc

为什么增材制造具有颠覆性?

在传统制造中,涉及几个步骤来构思、设计和开发产品。首先,设计师需要设计蓝图。接下来,组织需要与工厂和材料供应商取得联系。然后,工厂会为该设备生产一个样品并将其返回给组织(这可能需要数周时间,尤其是如果工厂在海外的话)。如果需要对样品进行调整,则必须重复此过程,将几周变成几个月。一旦到了大规模生产的时候,工厂管理人员就会监督装配线上的人或机器人手完成生产。然后将成品运回组织。ijResmc

将其与增材制造进行对比。虽然设计师仍然需要设计蓝图。但是,无需联系工厂生产样品和进行大规模生产,两者都可以在内部使用几台3D打印机并在塑料或金属粉末分销商的帮助下完成。产品从概念到投放市场所需的时间仅为过去的很小一部分。ijResmc

对于不具备生产能力的小型组织,工厂将始终存在以进行大规模生产,但无需外包即可生产样品的能力可以为公司节省大量时间。ijResmc

可持续生产

3D打印最好的地方之一是它在我们可以选择的材料方面具有令人难以置信的多样性。这意味着可以在不更新设备的情况下从不可持续的制造工艺过渡到更可持续的制造工艺——这是当企业面临越来越大的压力时需要做的事情。ijResmc

目前,金属增材制造最大的有关环境的障碍是粉末的雾化过程。雾化的两种主要形式是气体和等离子,会消耗大量能量,对环境友好造成巨大打击。ijResmc

因而,目前正在开发新的工艺来解决这一挑战。例如,基于微波的等离子雾化的变体可以以接近100%的产率回收已经使用过的材料,同时使用比气体或等离子雾化更少的能量。树脂材料也正在开发中,从而帮助安全地储存和回收金属冷凝物,减少我们产生的废物。我们甚至可以在家里制作回收塑料长丝。ijResmc

所有这些技术都使我们能够利用国内的废料堆,而不需要依赖国外的生产和开采。我们得到的是一个可持续的生产循环,企业购买使用增材制造废料制成的材料,3D打印他们的产品,然后将他们的新废料卖回给回收粉末的生产商。ijResmc

此外,由蓖麻籽和蓖麻油制成的PA11等生物基材料正变得越来越普遍。这意味着更少的金属开采和塑料制造。未来3D打印将会使用各种各样的材料。ijResmc

智能制造

当前的新兴趋势包括组织的工作流程中增材制造的定制化。在这个发展阶段,企业仍在努力了解如何将3D打印与现有的技术相结合。当问题在没有人工监控的情况下发生,机器学习可以在纠正生产过程中的错误和失误方面发挥作用。这种“智能制造”将显著提高生产效率、规模和用于设计跨行业产品的流程。ijResmc

医疗应用

放眼未来,我们会看到3D打印更多地融入生物医药行业。事实上,这已经在发生,能够打印出患者专用的植入物和设备(称为生物打印)不再只是一个梦想,这也是下一个前沿。正在开发的新材料可以帮助管理药物、制造生物组织,并最终能够打印可植入器官。ijResmc

3D打印的未来是光明的

3D打印是未来。一个对可持续性和消除浪费产生深远影响的未来。3D打印或增材制造的发展速度惊人。最初只是打印简单的3D小雕像,如今已成为跨行业和学术界使用的一项新的突破性技术。ijResmc

如今,我们可以看到有利于地球环境的新材料和雾化工艺正在形成。医疗部门正在使用3D打印来生产患者专用的植入物和设备。样品制作将能够在内部完成,而不是依赖海外工厂。我们取得的进步越多,就越清楚未来是建立在增材制造之上的。ijResmc

(原文刊登于ESMC姊妹网站Electronic Products,参考链接:Why 3D printing is the future,编译:Ricardo Xie)ijResmc

责编:Elaine
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