“3D打印”成关注焦点 能否融入机床值得思考

　　JC35导读：目前，3D打印技术成为热门搜索词汇，在机床行业中虽未普及，却已带来“强音”。若能将3D打印技术融合到数控机床等机械设备中，将为模具加工、金属加工、成品制造、高精密打制等实现快速复制和完工，高精地为机械制造领域服务。3D打印技术应用在机床领域的状况如何？3D打印技术对未来机床行业有何影响？本文将为您揭晓。
　　
　　“3D打印技术”成关注焦点
　　
　　近上映的一部电影《十二生肖》中，3D打印机以神奇快速仿制产品而广受关注。
　　
　　成龙的这部电影中“3D打印”有两个过程，是扫描，用手套就扫描了这个物件，另外一块是打印出来，但是在成龙电影里面3D打印出这样一个器件是实时的。基本上那边磨完，这边打印出来了。但这个过程现实上是很漫长的，像他这样高25到30厘米的一个产品的话估计得做个七个小时到八个小时。　　再如电影《碟中谍4》中，为阻止冷艳女杀手与恐怖分子的密码交易，特工伊森使了一计“瞒天过海”。他计划用“面具制造机”一台能够在短时间内通过三维建模从而完整“打印”出他人容貌的机器，制作出女杀手的面具。尽管这一计划因不小心碰翻了打印机而落空，不过此前，面具制造机打印出的立体面具还是帮助伊森成功潜入了克里姆林宫，混过了卫兵的搜查。
　　
　　据了解，3D打印机是一个名叫恩里克·迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机，不仅可以打印出一栋的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。3D打印，3D打印又称为三围打印，快速成形技术的一种，是运用粉末状的金属或者是塑料等可黏合的材料，通过一层又一层的多层打印方式构造零对象，模具的制造工业设计用于建造模型，现在正在发展成为一种产品的制造，形成直接数字化的制造。理论上，只要电脑可以设计出的造型，3D打印机都可以打印出来。
　　
　　“3D”打印并不是一个新概念。1995年MIT创造了“3D打印”这个名词，随后3D打印便开始在实验室萌芽。逐渐地，3D技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业，被应用在更广泛的领域。
　　
　　真正的3D打印发源于军方的“快速成型”技术，是一种由CAD（计算机辅助设计）通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。
　　
　　“快速成型首先是将实际物体的3D数据沿某一坐标轴进行分层处理，也就是将3D物体进行虚拟化切片，得到无数个二维界面，由此形成每层截面的二维截面数据。”郭峤介绍，“之后，再按照特定成形方法和技术每次只加工一个截面，这一过程反复进行，直到所有的截面加工完生成实体原型。”
　　
　　3D打印真正融入机床之路依然漫长
　　
　　机床是制造业的母机，若3D打印技术能融入机床领域，无疑是如虎添翼。不仅使生产制造效率提高，而且可以完成许多制造难题。机床中的专用机床，会根据客户要求，而定制功能，但功能并不够强大，可能还未达到随心所欲地设计制造。但若，3D打印的引入，必将带动“人人买机床，人人来加工”的局面，使机床行业在普及与应用度上均大大提升。
　　
　　相比传统制造工艺，3D打印有两大优点：一是节省原材料和人工，它的用料只有原来的1/3到1/2，制造速度却快34倍。另外，3D打印机可以制作形态各异的各种物品。“理论上，只要电脑可以设计出的造型，3D打印机都可以打印出来。”
　　
　　但实际生活中，3D打印技术真能广泛应用于机床行业吗？答案是，路还很长。
　　
　　随着应用的广泛和技术的成熟，让梦想照进现实的3D打印技术，是完全取代传统减材制造方式，还是成为传统制造业技术的一种重要补充？华中科技大学王运赣教授认为，在未来制造业发展中，“减材制造法仍是主流”。
　　
　　“由于用于增材制造的材料研发难度大等原因，导致3D打印制造成本较高，一般达到每克10-100元；制造效率不高，尤其在金属材料成形方面，大约每小时100-3000克。”西安交通大学卢秉恒院士指出，目前增材制造技术在我国主要应用于产品研发，且制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人满意。
　　
　　据了解，3D打印技术在我国工业零部件制造方面得到一定应用，但尚未进入大规模工业应用，其工艺与装备，以及在航空航天、医疗等领域的应用都有待进一步开发。就目前的形势来看，3D打印技术并不具备取代传统制造业的条件，在大批量制造等方面，低成本的传统减材制造法更胜一筹。
　　
　　可见现在似乎3D打印还遇到了一些瓶颈，比如说它的技术难度比较高，打印的成本比较高等一系列的问题。但3D技术的出现，为高精密机床在未来发展中指点迷津，真正的好机床，恐怕是客户想造什么，就能造什么的数控化极高，效率极高的机器，而且价格适中，便于运输，集各种优点于一身。总之，机床制造，需要面向市场，面向未来！
　　
　　附：中国3D打印机厂商：
　　
　　在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3D打印技术，出来的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等装备制造行业的应用上非常广泛。
　　
　　南风股份：8月25日公告子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”，总投资1.68亿元，南方风机研究所投资的项目就是上流行的3D打印技术。
　　
　　银邦股份：8月15日公告与无锡安迪利捷贸易有限公司共同出资设立飞而康快速制造科技有限责任公司，新设立公司主营业务暂定为高密度、高精度粉末冶金零件、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售，其中主营业务中有部分产品涉及激光快速成型技术。该技术是金属3D打印技术中的一种。
　　
　　大族激光：公司以激光标记、焊接、切割设备起家,并依托光机电一体化的设备研发平台,成功拓展热点行业专用设备，涵盖行业包括LED、光伏、PCB和激光制版印刷行业。
　　
　　中航重机：去年拟与另7家公司共同投资成立中航激光成形制造有限公司，中航激光注册资本1亿元，其中公司出资2000万元。中航激光是国内生产激光喷粉成型设备的公司，而且已经实现收入。
　　
　　华中数控：华中科技大学教授史玉升团队在国内的3D打印机研发方面，处于地位；作为华中科技大学控股的上市公司，已经与学校的相关研究机构展开3D打印设备的合作开发。
　　
　　苏大维格：国内少数既从事装备制造又从事产品生产的微纳光学制造企业之一。宽幅高品质数码激光模压全息原版、大幅面激光定位图像转移材料SVG-tf01、公共安全证卡防伪材料获得过国家重点新产品认定；数码激光立体（全息）照排系统、宽幅定位激光转移材料、宽幅激光高速直写设备、公共安全防伪材料获得江苏省高新技术产品认定。
　　
　　光韵达：精密激光制造和服务提供商，在国内激光模板产品与柔性线路板激光成型服务占据一定位置。
　　
　　宏昌电子：3D打印机使用液态环氧树脂，通过激光使树脂硬化成形，是3D打印的主要材料。