3D打印俗称增材制造,其原理与减材制造相反。减材制造是受形状和尺寸大小的限制的,而增材制造是不受形状和尺寸限制的,一台设备,只要场地允许,可以制造出比它大几倍的部件或者设备。3D打印与传统制造有着巨大的区别,是制造业转型升级的主流技术。
引领智能制造
“智能制造”是“工业4.0”时代制造业发展的大趋势。而3D打印设备就是智能化设备,从机械手臂,再到完整的机器人,从3D打印机中诞生的智能设备种类几乎可以说是无所不包。华中科技大学张海鸥教授发明的“智能微铸锻复合增材制造技术(3D打印)”,就诠释了3D打印智能化的程度。该技术融合3D打印、半固态快锻、柔性机器人3项重大技术,将金属铸造、锻压、铣技术合三为一,实现3D打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件,全面提高制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性,全面解决世界性难题。3D打印技术不仅突破传统减材制造存在的瓶颈,不受形状和尺寸限制,还是引领智能制造的核心技术。
不受形状和尺寸的限制
在减材制造过程中,机器对原材料切磋琢磨,最终生成的产品鲜有比机器本身大太多的物体。而3D打印得益于其材料累加的生产特点,可以造出远比设备本身庞大的物品。而这一点同样受到了航天领域的重视。毕竟,3D打印自力更生、就地取材、积少成多等等特性对于环境恶劣、资源匮乏的太空探索活动而言太珍贵了。
上个月,加利福尼亚微重力工程公司Made in Space受NASA委托,宣布开发太空增材制造项目Archinaut,该项目主要目标是实现在太空中制造大尺寸的结构,涉及开发一台能在太空中工作的、配备有一个机器人臂的3D打印机。Archinaut系统的主要吸引力之一便在于它能构建比本身大得多的结构,这对于空间制造来说至关重要,因为很难从地球上将大型生产系统发射入太空。
2016年,美国设计师Jason Preuss使用一台3D打印机成功打印出了2D油画作品,这些画作厚度只有几毫米,和几张纸差不多厚。制作过程并不容易,需要复杂的软件堆叠和程序设置,将一幅画划分成不同的颜色区域,通过一系列程序后,用3D打印机将它们一层一层打印出来,这无疑是一项十分浩大的工程。
作为一项颠覆性技术,3D打印还大有潜力可挖,它不同寻常的种种特性将为其他科研领域的研究工作创造出更多新的可能。