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3D打印技術的優缺點
2014-05-12
    所謂3D打印,即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。現正逐漸用于一些產品的直接制造,比如家具、建材,甚至是房子。在3D打印時代,很多天馬行空的創意設計都能成為現實的家居產品,然而從目前的狀況來看,既有優點也有不足。

  優點一:效率高修改成本低

  對于一般要求較低、專業性不強的部件,3D打印可以滿足要求,設計師能通過這種方法將電腦上的圖形快速轉換成物理實物模型,方便對設計和功能進行驗證,縮短產品開發周期,及時發現問題。如果用傳統方法,需要經過繪圖、工藝設計、模具制造等多個環節,花費較多的時間和較高的成本。

  優點二:想象空間大設計局限小

  3D打印相比傳統制造的優勢,包括制造速度快,一次性完成而非分步優化,產品形狀想象空間更大,可以用軟件做出傳統制造不方便完成的形狀。此外,修改成本小,只需要在軟件中修改部分參數,就可以快速生產出新版。3D打印技術也可以幫助設計師突破傳統設計的限制,使其能夠完整地展現其靈感。未來一段時間,3D打印會在電子消費品、教育、模具檢測、醫療及牙科正畸、文化創意等領域爆發。

  缺點一:材料性能差質量不高

  首先是材料性能差,強度、剛度、機械加工性等都遠不如傳統加工方式。房子、車子固然能“打印”出來,但是否能抵擋得住風雨,是否能在路上順利跑起來,這些都是有待考證的問題。另外,由于采用層層疊加的增材制造工藝,層和層之間的黏結再緊密,也無法和傳統模具整體澆鑄而成的零件相媲美,這意味著在一定外力條件下,打印的部件很可能會散架。雖然現在出現了一些新的金屬快速成型技術,但是要勝任大部分機械用途,比如要承力、傳遞扭矩等,或者進一步機加工的話,還不太可能,充其量只能做原型使用,不能作為功能性部件。

  缺點二:材料局限成本高

  其次是材料局限,成本高。目前供3D打印機使用的材料非常有限,主要是石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等。如果真要打印房屋或汽車,光靠這些材料是遠遠不夠的,金屬構件,恰恰是3D打印的軟肋。 還有一個精度問題。由于分層制造存在臺階效應,每個層次雖然很薄,但在一定微觀尺度下,仍會形成具有一定厚度的一級級“臺階”,如果需要制造的對象表面是圓弧形,那么就會造成精度上的偏差。還有些工藝需二次強化處理,當表面壓力和溫度同時提升時,3D打印的杰作必然會引起材料的收縮與變形,造成精度降低。

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