Vilka är de dolda värdena hos 3D-utskriftsindustrin som ska utvecklas

3D-utskriftsteknik, även känd som additiv tillverkningsteknik, är en teknik som använder pulvermetall eller plast och andra självhäftande material för att konstruera objekt lager för lager baserat på digitala modellfiler. 3D-utskrift realiseras vanligtvis av digital teknik materialskrivare. Tidigare användes det ofta inom formtillverkning, industriell design och andra områden för att tillverka modeller. Nu används det gradvis i direkt tillverkning av vissa produkter. Vissa företag har börjat använda denna teknik för att skriva ut delar. Tekniken har tillämpats inom smycken, skor, industriell design, arkitektur, teknik och konstruktion, bil-, flyg-, dental- och medicinindustri, utbildning, geografiska informationssystem, civilingenjör, skjutvapen och andra områden.

Tekniken för 3D-utskrift är baserad på datorns 3D-designmodell. Genom det mjukvarulagrade diskreta och numeriska styrgjutningssystemet staplas metallpulvret, kerampulvret, plasten, cellvävnaden och andra specialmaterial och binds lager för lager med hjälp av laserstråle, smältmunstycke och andra metoder, och staplas slutligen för att bilda en fast produkt.

Material för 3D-utskrift är huvudsakligen indelade i nio kategorier:

Klass I: Ljuskänsliga hartsmaterial, huvudsakligen inklusive akrylharts, epoxiharts, polyesterharts och andra ljushärdande hartsmaterial. Sådana material kan polymeriseras och stelna under bestrålning av ultraviolett ljus, vanligtvis i flytande tillstånd. Den kan användas för att tillverka blad, kugghjul och andra strukturella delar för flyg- och rymdindustrin.

Den andra kategorin: tekniska plastmaterial, huvudsakligen inklusive ABS-material, polykarbonatmaterial och polyamidmaterial. ABS-material har egenskaperna för "tufft, hårt och styvt", så det har använts i stor utsträckning inom maskiner, el, textil, bil, flygplan, fartyg och annan tillverkningsindustri och kemisk industri. Polykarbonatmaterial har bra slagtålighet, termisk distorsionsbeständighet, bra brandbeständighet och hög hårdhet, så de är lämpliga för tillverkning av olika delar av bilar och lätta lastbilar, främst med fokus på belysningssystem, instrumentpaneler, värmepaneler, defrosters och stötfångare. Polyamidmaterial, även känt som nylonmaterial, är starkt, slitstarkt, självsmörjande och har ett brett spektrum av tillämpliga temperaturer. Det ersätter huvudsakligen koppar och andra icke-järnmetaller för tillverkning av mekaniska, kemiska och elektriska delar, såsom dieselmotorbränslepumpväxlar, vattenpumpar, högtryckstätningar, oljerör och så vidare.

Den tredje kategorin: metallmaterial, huvudsakligen inklusive titanlegeringsmaterial, rostfria stålmaterial, aluminiumlegeringsmaterial, andra ädelmetallmaterial, etc. Titanlegeringsmaterial har hög hållfasthet och värmebeständighet. Jämfört med andra metaller har titanlegeringar också fördelarna med god korrosionsbeständighet, bra lågtemperaturprestanda och stor kemisk aktivitet, så de används i stor utsträckning vid tillverkning av flygmotorkompressorkomponenter, raket-, missil- och höghastighetsflygplanskonstruktioner. delar och andra områden. Material av rostfritt stål har fördelarna med enkel svetsning, korrosionsbeständighet, stark polering och värmebeständighet, och används ofta inom konstruktion, livsmedelsförädling, catering, bryggning, kemisk industri och medicinsk utrustning. Aluminiumlegeringsmaterial har egenskaperna låg densitet, låg smältpunkt och stark plasticitet. Aluminiumlegering är den mest använda legeringen för närvarande, som används allmänt inom flyg-, rymd-, bil-, maskintillverkning, skeppsbyggnad och kemisk industri. Andra ädelmetallmaterial, såsom guldmaterial, har egenskaperna god ledningsförmåga, god värmeledningsförmåga och hög stabilitet, och används främst inom områdena elektronik, kemisk industri, flyg och andra områden med speciella krav på material.

Den fjärde kategorin: keramiska material, huvudsakligen inklusive naturliga silikatmaterial som lera och kaolin, och syntetiska material med hög renhet som oxidkeramiska material, nitridkeramiska material, karbidkeramiska material etc. Eftersom de flesta keramiska material har hög smältpunkt eller till och med ingen smältpunkt, det är svårt att använda extern energi för direkt formning. De flesta av dem behöver ombearbetas efter formning (torkning, sintring, etc.) för att erhålla slutprodukterna, vilket begränsar marknadsföringen av keramiska material i 3D-utskriftsindustrin. Keramiska material har dock de fördelar som polymer- och metallmaterial inte har, såsom hög hårdhet, hög temperaturbeständighet och stabila fysikaliska och kemiska egenskaper, så de har breda tillämpningsmöjligheter inom flyg, elektronik, fordon, energi, biomedicin och andra industrier.

Klass V: Biologiska material, huvudsakligen inklusive biomedicinska metallmaterial, biomedicinska polymermaterial, biomedicinska keramiska material och biologiskt härledda material. Bland dem är biologiskt härledda material biomedicinska material som bildas av speciellt behandlade naturliga biologiska vävnader, även kända som bioregenerativa material. Användningen av biomaterial i 3D-utskrift kan delas in i två områden. Den första är tillämpningen av biomaterial inom livsmedelsbearbetning, livsmedelsförpackningar och andra områden baserat på deras egenskaper av biologisk nedbrytbarhet, låg smältpunkt, biologiska egenskaper, miljöskydd, etc; Den andra kategorin används ofta inom det medicinska området beroende på reproducerbarhet, histokompatibilitet och inducerbarhet, mekanisk följsamhet och nedbrytningskompatibilitet hos biomaterial. Tillämpningen av biomaterial inom det medicinska området kan delas in i tre nivåer: protestillverkning, tredimensionell indirekt monteringstillverkning av celler och tredimensionell direkttillverkning av celler.

Klass VI: gummimaterial, som har en mängd olika elastiska materialegenskaper, såsom Shore A-hårdhet, brottförlängning, rivhållfasthet och draghållfasthet, vilket gör dem mycket lämpliga för applikationer i områden som kräver halkskydd eller mjuka ytor, såsom konsument elektronik, medicinsk utrustning och bilinredning.

Klass VII: sand och grusmaterial, främst kvartssand. Inom 3D-utskrift, enligt dess traditionella funktioner och egenskaper, används sand och grusmaterial huvudsakligen i byggnader för att göra vissa byggnadsmaterial eller strukturer. Låg kostnad, hög effektivitet och miljöskydd är fördelarna med sand- och grusmaterial inom området 3D-utskriftsarkitektur.

Den åttonde kategorin: grafenmaterial, som är baserat på sp² De hybridkopplade kolatomerna är tätt packade i ett nytt material med en enkelskikts tvådimensionell bikakegitterstruktur. Grafenmaterial har utmärkta optiska, elektriska och mekaniska egenskaper, som kan användas för att ersätta olika traditionella material, och anses vara ett revolutionerande material i framtiden. Med utvecklingen av grafenberedning och grafenapplikationsteknologi kan grafenmaterial användas i mer nedströms produkter och områden. Enligt förutsägelsen från den kinesiska vetenskapsakademin, år 2024 eller så, förväntas grafenenheter ersätta komplementära metalloxidhalvledarenheter och användas inom forskningsområden som nanoelektronik, fotoelektriska kemiska celler och ultralätta flygplansmaterial.

Kategori 9: Cellulosamaterial, en makromolekylär polysackarid som består av glukos, är olösligt i vatten och allmänna organiska lösningsmedel. Cellulosa är huvudkomponenten i växtcellväggen. Det är den mest spridda och rikligaste polysackariden i naturen och står för mer än 50 procent av kolinnehållet i växtriket. Forskare har engagerat sig i att utveckla 3D-utskriftsmetoder med cellulosa, och vissa genombrott har gjorts. Cellulosamaterial har också vissa brister, såsom höga kostnader, dålig skalbarhet och föroreningar som genereras när de kombineras med plast.

3D-utskriftsteknik är huvudsakligen uppdelad i skrivbordsnivå och industriell nivå. Desktop 3D-skrivare är det primära steget av 3D-utskriftsteknik, som intuitivt kan förklara processprincipen för 3D-utskriftsteknik. Eftersom stationära 3D-skrivare är relativt billiga, lätta att bära, lätta att använda, etc., är deras applikationer huvudsakligen koncentrerade till hemmet, kontoret och andra platser. Industriella 3D-skrivare är huvudsakligen uppdelade i snabba prototypmaskiner och direkta produkttillverkningsmaskiner. Den industriella 3D-skrivaren kan bättre uppfylla kraven på högprecision och korttidsproduktion vad gäller massproduktion av formar, metalldelar etc. Med hjälp av datorstyrd laser eller elektronstråle kan den industriella 3D-skrivaren skriva ut komplexa och exakta strukturer som inte kan kompletteras med traditionell mekanisk bearbetning, och eliminera onödiga tillverkningsprocesser för att uppnå fullt utnyttjande av material.

Utseendet på 3D-utskriftsteknik har minskat komplexiteten i produkttillverkningen, utökat omfattningen av produktion och tillverkning, förkortat tiden för produktion och tillverkning, förbättrad produktionseffektivitet, förbättrat utnyttjandet av råvaror och förbättrat noggrannheten i produktspecifikationerna. Samtidigt möter 3D-utskriftsteknik kundernas behov av personlig anpassning och kan utveckla mer diversifierade produkter.

Kinas 3D-utskriftsindustri har också vissa brister. På grund av begränsningarna för teknisk nivå och utrustningsnivå kan 3D-utskriftsföretag i Kina endast bearbeta och tillverka små delar i små partier, vilket är svårt att ersätta storskalig och stor batchbearbetning och tillverkning. Å andra sidan har problemet med bristen på 3D-utskriftsmaterial som har plågat Kina inte lösts. Den huvudsakliga källan till material beror fortfarande på import från USA, vilket gör att Kinas lilla antal 3D-utskriftsföretag står inför högt kostnadstryck, vilket begränsar skalan och tillämpningsområdet för Kinas 3D-utskriftsindustri.

3D-utskriftsbranschen är en mycket lovande bransch. Med den kontinuerliga ökningen av världens befolkning kommer efterfrågan på bostäder att fortsätta att öka, vilket oundvikligen kommer att leda till att höjden på bostadsbyggandet i framtiden förbättras. Förbättringen av byggnadshöjden kommer att avsevärt förbättra kraven på byggteknik, arbets- och materialstandarder; Samtidigt kommer byggrisken att öka exponentiellt. Den mogna 3D-skrivartekniken kan undvika risken att bygga höga byggnader manuellt, minska svårigheten att bygga höga byggnader och förbättra effektiviteten i att bygga höga byggnader. Å andra sidan, med den kontinuerliga utforskningen av universum och den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik, är det möjligt att etablera en bas eller emigrera till andra planeter i framtiden. Den mogna 3D-utskriftstekniken kan användas i framtida "interstellär kolonisering"-aktiviteter för att möta tillverkningsbehoven hos astronauter i det interstellära rymden, och även minska svårigheten att förbereda interstellära relaterade aktiviteter.

Tillämpningen av 3D-utskriftsteknik är verkligen inte begränsad till de som är kända för oss nu. Det dolda värdet av denna industri i framtiden återstår att utveckla.