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3D打印应与传统制造业相结合

    3D打印技术正不断向大尺寸、高精度、复杂化结构发展。对打印材料的拓展使用和打印精度控制不断提高成为主要亮点。作为趋于成熟的新兴技术,3D打印仍须与传统制造技术相结合,互相取长补短才会有光明的未来。

    3D打印技术问世以来,一直是社会关注的热点,很多地区将3D打印产业列为重点发展产业之一。3D打印技术正被广泛运用到文化创意产业、生物医疗、工业设计等多个领域。

    “3D打印技术正不断向大尺寸、高精度、复杂化结构发展。对打印材料的拓展使用和打印精度控制不断提高成为主要亮点。”中科院化学研究所研究员、绿色印刷重点实验室主任宋延林介绍说。

    由于材料以及可控性等诸多问题难以突破,目前全球较为广泛使用的3D打印机都以树脂、塑料以及生物材料为主,生产工业模型等产品。中国3D打印技术产业联盟首席顾问、清华大学教授颜永年是国内较早从事3D打印技术研究的专家,他认为:“用激光3D技术打印出各种精密的金属物件,才可以称为真正意义上的‘3D打印技术革命’。”

    “突破这些技术局限,需要从事打印材料、设备和软件研发的科学家加强交流与合作,形成广泛交叉学科的研发团队,集中突破。”宋延林认为,在这方面,3D打印新材料的开发至关重要,如纳米材料应用于3D打印技术,可以在提高打印产品的性能和精度方面发挥重要作用。”颜永年说,“所谓L-SS是LCD、SLD和SLS三种工艺的缩写合成,LCD是激光熔敷沉积成形技术,SLM是选择性激光熔化成形技术,SLS是选择性激光烧结成形技术。”清华大学系统集成研究所与江苏永年激光成形技术有限公司合作,将CAD模型(产品的计算机模型)、分层和路径规划、工艺参数和激光智能系统相关的信息和数据通过计算机集成制造系统的原理和集成方法与多台3D打印设备和激光器集成,形成一个“激光3D打印”设备网络,实现在计算机管控下的优化配置,可以大大提高信息共享度、资源利用率和节能效率。

    国外用于激光加工(焊接和切割)的网络其实早已存在,但尚无用于激光3D打印的网络。“L-SS平台的建成和投产的意义重大,将在航空、航天、核能、模具修复以及矿山设备修复等方面发挥重大作用。”颜永年表示,如在远洋船舶上装L-SS平台,可大大减少重型零配件的载带量,平台的车载形式将构成流动军工装备战地修复“医院”和矿山设备现场修复“医院”,这在国内处于领先状态。

    3D技术方兴未艾,不过,记者采访的多位专家和企业负责人均表示,目前在我国发展3D产业,还存在诸多发展瓶颈和需要加强的环节。

    在宋延林看来,3D产业的进一步发展仍面临一些技术局限。比如如何实现高精度的打印,避免二次加工;如何提高打印速度,以提高生产效率;如何提高打印器件性能,以便与传统制造方式媲美等。