基于3D打印技能，規(guī)劃人員現(xiàn)已能夠?qū)Ξa(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密操控以取得最佳作用。例如，用晶格或蜂窩狀內(nèi)部結(jié)構(gòu)取代一個(gè)整塊，能夠在減輕產(chǎn)品分量的一起又不犧牲強(qiáng)度。

　　此外，研討人員正在研討一系列技能來(lái)操控打印件的功用，乃至能對(duì)金屬的微觀晶體結(jié)構(gòu)精密操控，這將在本質(zhì)上改動(dòng)資料的底層原子和分子排列。例如，傳統(tǒng)的金屬鑄鍛技能(即受壓成型)需要金屬?gòu)耐庵羶?nèi)冷卻，而金屬3D打印采用快速凝固，然后導(dǎo)致更均勻的微觀結(jié)構(gòu)。因而，工程師能夠操控成品的強(qiáng)度、硬度、彈性、靈活性和耐壓力。

　　就某些資料而言，3D打印不只是較好的挑選，更是理想的出產(chǎn)方法。鈦就是一個(gè)比方──分量輕、強(qiáng)度(密度)比鋼強(qiáng)、比不銹鋼更耐腐蝕。事實(shí)上，在許多運(yùn)用場(chǎng)合，鈦都是近乎完美的金屬挑選。然而，除了本錢(qián)較高外，鈦的首要缺點(diǎn)是：在切開(kāi)進(jìn)程中簡(jiǎn)略硬化，這導(dǎo)致刀具磨損嚴(yán)峻;在焊接進(jìn)程中，又簡(jiǎn)略受到污染，這導(dǎo)致焊接點(diǎn)簡(jiǎn)略掉落。而3D打印技能卻能夠很好地對(duì)鈦進(jìn)行駕馭──由于此時(shí)的鈦已成為了一堆很細(xì)的粉末，只需不斷地增加燒結(jié)即可，不存在任何加工問(wèn)題，既不需要切開(kāi)也不需要焊接。

　　本錢(qián)優(yōu)勢(shì)

　　以前你要找個(gè)工廠，讓它為你出產(chǎn)一把你自己規(guī)劃的錘子，首要你至少要為此支付5~10萬(wàn)元的開(kāi)模費(fèi)用。如果產(chǎn)量低于一百，則單件的價(jià)格高達(dá)幾百元。因而，如果僅做一把或幾把錘子，本錢(qián)將是無(wú)比昂揚(yáng)的。但是，對(duì)3D打印機(jī)而言，無(wú)論是出產(chǎn)一件產(chǎn)品仍是一千件產(chǎn)品，設(shè)備本錢(qián)都是相同的。

　　此外，3D打印和傳統(tǒng)制作業(yè)的另一個(gè)區(qū)別在于產(chǎn)品的形成進(jìn)程。傳統(tǒng)制作進(jìn)程一般運(yùn)用消減的做法，包含研磨、鑄造、彎曲、成型、切開(kāi)、銑削、焊接、黏接、裝配等。整個(gè)進(jìn)程中會(huì)浪費(fèi)許多原資料，一起在金屬加熱和再加熱的進(jìn)程中產(chǎn)生很多的能源消耗。

　　與此相反，3D打印技能在小批量打印方面現(xiàn)已表現(xiàn)出了顯著的價(jià)值。首要無(wú)須收購(gòu)各式各樣的機(jī)床，如車(chē)床、銑床、磨床等，這就省去了一大筆設(shè)備收購(gòu)、維護(hù)費(fèi)用。一起，由于是有操控地一層層增加資料，加工廢料也大大削減，能夠留下90%的原資料。以國(guó)外某個(gè)制作廠為例，經(jīng)過(guò)運(yùn)用3D打印(采用熔融堆積成型辦法，即FDM)定制注塑模型的某個(gè)特別部件，制作本錢(qián)由10 000美元降至600美元，出產(chǎn)時(shí)刻從4周削減到24小時(shí)，且分量減輕了70%~90%。

　　更重要的是，3D打印技能在樣件規(guī)劃制作上優(yōu)勢(shì)明顯，省去模具制作的進(jìn)程，在提升研制速度的一起，降低了研制失敗的本錢(qián)。當(dāng)然，3D打印技能也可作為大規(guī)模出產(chǎn)的輔助東西，比方模具和其他東西的制作，用傳統(tǒng)加工辦法一般需要為大規(guī)模出產(chǎn)的輔助東西，比方模具和其他東西的制作，用傳統(tǒng)加工辦法一般需要花費(fèi)一個(gè)月的時(shí)刻，而運(yùn)用3D打印在48小時(shí)內(nèi)就能夠完結(jié)。

　　在產(chǎn)品直接制作方面，比方運(yùn)用3D打印完結(jié)多層電路一次成型的整合制作，可具有明顯的速度優(yōu)勢(shì)。

　　更重要的是，3D打印具有“即需即印”的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)顧客下單后，定位一個(gè)距離顧客物理方位最近的云制作節(jié)點(diǎn)開(kāi)端制作，然后敏捷送貨上門(mén)，這樣省去了產(chǎn)品庫(kù)存、物流的本錢(qián)。

　　3D打印的運(yùn)用現(xiàn)狀

　　前面介紹了3D打印的諸多長(zhǎng)處，正是這些長(zhǎng)處才點(diǎn)著了全球第三次工業(yè)革命的導(dǎo)火線。然而，3D打印的運(yùn)用剛剛開(kāi)端全面普及，肯定也存有許多不完善的地方，比方制作精度相對(duì)較低、制作簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)部件的速度較慢等。

　　3D打印需要依托多個(gè)學(xué)科范疇的尖端技能，至少包含信息技能、精密機(jī)械和資料科學(xué)三大技能。經(jīng)過(guò)與數(shù)控加工、鑄造、金屬冷噴涂、硅膠模等制作手法結(jié)合，在航空航天、汽車(chē)摩托車(chē)、家電、生物醫(yī)學(xué)等范疇得到了一定的運(yùn)用，在工程和教育研討等運(yùn)用范疇也占有共同位置。詳細(xì)運(yùn)用范疇至少包含以下幾個(gè)。

　　生物醫(yī)療：用于制作人造骨骼、牙齒、助聽(tīng)器、假肢等。航空航天、國(guó)防軍工：用于直接制作雜亂形狀、微細(xì)尺寸、特別功用的零部件。消費(fèi)品：珠寶、服飾、鞋類(lèi)、玩具、構(gòu)思DIY著作的規(guī)劃和制作。文化構(gòu)思和數(shù)碼文娛：經(jīng)過(guò)規(guī)劃形狀和結(jié)構(gòu)雜亂、資料特別的著作來(lái)進(jìn)行藝術(shù)表達(dá)。3D打印的小提琴已挨近手工藝的水平。工業(yè)制作：用于產(chǎn)品概念規(guī)劃、原型制作、產(chǎn)品評(píng)定、功用驗(yàn)證;制作模具原型、直接打印模具，乃至直接打印產(chǎn)品。3D打印的小型無(wú)人飛機(jī)、小型汽車(chē)等概念產(chǎn)品已面世。3D打印的家用器具模型，也被用于企業(yè)的宣傳、營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)中。建筑工程：建筑模型風(fēng)動(dòng)試驗(yàn)和作用展現(xiàn)、建筑工程的施工模擬。教育：打印模型來(lái)驗(yàn)證科學(xué)假定，用于不同學(xué)科的試驗(yàn)和教育。在北美的一些中學(xué)、普通高校和軍事院校，3D打印現(xiàn)已被用于教育和科研。

　　新產(chǎn)品的原型制作是目前3D打印最首要的商業(yè)運(yùn)用，約占70%的3D打印商場(chǎng)。原型使規(guī)劃師(和他們的客戶)能夠在規(guī)劃階段早期觸摸和測(cè)驗(yàn)規(guī)劃理念或功用完結(jié)，然后避免了后續(xù)變更形成的貴重價(jià)值，為新產(chǎn)品上市節(jié)省了很多的時(shí)刻和金錢(qián)。以赤石(Akaishi)──日本的一家保健鞋和按摩設(shè)備制作商為例。該公司發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)3D打印原型，新產(chǎn)品從訂貨至交貨的時(shí)刻縮短了90%，并且使規(guī)劃師在產(chǎn)品上市前就對(duì)功用有100%的決心。原型還有利于試驗(yàn)和創(chuàng)新，例如，運(yùn)用3D打印技能，貝爾直升機(jī)公司能夠在數(shù)天內(nèi)完結(jié)新規(guī)劃的測(cè)驗(yàn)，而運(yùn)用傳統(tǒng)方法需要花上數(shù)周。

　　在某些行業(yè)中，3D打印現(xiàn)已從原型制作發(fā)展為直接零件出產(chǎn)，也稱(chēng)為直接數(shù)字化制作。EOIR技能公司是一家領(lǐng)先的防御體系規(guī)劃和開(kāi)發(fā)公司，運(yùn)用3D打印機(jī)制作堅(jiān)固耐用的坦克外置設(shè)備。自從引進(jìn)3D打印技能后，該公司的制作本錢(qián)從原制作堅(jiān)固耐用的坦克外置設(shè)備。自從引進(jìn)3D打印技能后，該公司的制作本錢(qián)從本來(lái)的單件10萬(wàn)美元以上，下降到如今的40000美元以下。再例如，在航空航天范疇，空中客車(chē)經(jīng)過(guò)3D打印來(lái)制作金屬機(jī)翼支架，由于3D打印能夠毫不費(fèi)力地制作內(nèi)部任意雜亂中空的形狀，使得部件分量較輕，飛機(jī)的分量也隨之減輕，然后節(jié)省了燃料。

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