3D打印的发展战略及对策研究

摘  要:3D打印是一项新型的数字化制造技术,被学术界称为增材制造。其主要是利用计算机中记录的数据,再通过材料逐层堆积的方法制造出实体物品的一项新型技术。这项技术主要源于20世纪80年代的快速成型技术,是制造技术的重大的突破和飞跃,它将信息数据技术与制造技术融合在一起形成了一种新兴的数字化制造技术,里面综合应用了激光技术、数字技术、光化学技术等多种方面的技术。

关键词:3D打印;多功能化;智慧化

中图分类号:TP334.8;F426.6       文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2019)09-0160-002

0  引  言

3D打印技术作为打印领域的一种新型技术,现阶段在不断快速发展。国内外的专家都认为,3D打印技术的发展十分有优势和前景,将可能会应用到各种大规模的个性化的生产和各种复杂精密零件的批量生产。如果技术成熟,被广泛应用,则有可能成为全球制造业的第四次工业革命,现阶段这项技术被广大的媒体和新闻争相报道,都认为3D打印产业将会成为未来新型的具有强大竞争力的技术产业。

1  3D打印技术的概述

3D打印技术是属于制造业一种新兴的技术,并且在快速发展阶段,被媒体称为是具有“工业革命重大意义的制造技术”,且它的制造过程首先是根据计算机的3D模型或者扫描出3D图片的零件,设计出具有立体的加工模型,然后再经过3D打印机器,由一些金属粉、尼龙粉等固体材料,逐层打印出模型[1]。3D打印技术与传统的打印有很大的不同,它主要是做“加法”而不是做“减法”,它是先逐层对图案进行扫描再分割成不同的截面,然后一层一层的堆积起来。它不需要模型和胚子,而是根据图形的数据进行制造,这样更有利于制造出复杂精密的零件。通过这样的方式不仅可以简化产品的制造,还可以降低产品的制造时间和复杂程度,有利于提高企业的生产效率和降低生产成本,由此可见,3D打印技术有很大的发展前景。

2  3D打印在行业中的应用

2.1  建筑行业中的设计应用

在建筑方案设计过程中,工程师和设计师均可以采用3D打印技术建造完整的建筑模型,这样就可以在很大程度上降低生产成本、缩短建筑时间,同时还能起到环保作用,模型制作精美,足够符合设计者的需求。

2.2  航天航空中的设计应用

3D技术应用最为广泛的行业之一就是航空航天行业,众所周知,航天航空领域对产品的要求就是材料复杂、精密度高、批量小、可靠性强以及零件差异性大等特点。产品的生产本来就是一个精密而且复杂的过程,通常都需要反复设计、研究、测试和改良。如果采用传统的方法制造,不仅时间长而且耗资量也大。但是3D打印技术不一样,它精密度高、生产时间短、成本低。因此,3D打印技术在航空航天领域具有很好的发展前景。

2.3  在生物医疗行业中的应用

人造牙齿、骨骼、假肢以及助听器等。

2.4  在小配件小饰品行业中的应用

这个行业是距离大众最近的一个行业,可以让顾客自己设计想要产品的细节、颜色、式样等并通过3D技术打印出来,这样既可以做到节省时间,又可以降低生产成本。在当今这个充满个性的时代,人们大都更喜欢自己动手DIY,因为这样做出来的东西更加具有纪念意义[2]。

3D打印技术还可以应用于其他领域,比如保护文物、科学研究、设计服装等领域,一切可以用手摸、用眼看的东西都可以采用3D技术打印出来。

3  3D打印技术的未来发展趋势

我国正在往施工装配化、设计标准化、管理信息化、生产工业化、装修一体化的方向发展。3D作为一种建造技术,其发展必然会随大势所趋。

3.1  在工业化生产中的发展趋势

如果在施工现场直接3D打印的话,会受到环境、气候、地形等因素的干扰,非常不方便。配件生产工业化具有生产效率高、环境可以控制、质量优等特点,是3D打印技术发展的重要方向。在设计过程中,将建筑分解为若干个配件、部件和构件,将这些信息数据传到工厂进行3D打印,无疑可以做到保质保量。

3.2  设备打印多功能化的发展趋势

3D打印技术的发展一定是沿着多功能化方向进行的。一套打印设施配置不同的机械手,通过机械手的不同而完成不同的施工方案,实现一机多功能的目的,既可以做到降低成本,又可以做到节约资源。

3.3  安装智慧化的发展趋势

3D打印技术可以充分发挥它云计算、智慧化、高效化和精细化的特点。3D打印技术对空间场地和工作任务具有认知的功能,能够轻而易举的完成配件的精确定位和远程运输跟踪,实现施工现场安装智慧化和管理的有序化。

3.4  发展的标准化趋势

3D打印的机械装备、施工工艺、质量控制以及材料体系标准化等涉及多产业和多专业的融合,所以,推动电子信息、建筑工程、工程机械等多领域的合作,是实现3D打印建造的必然趋势。

4  3D打印的思考和对策

随着社会的不断发展与进步,3D打印技术已经成为了当今世界发展的新潮流,3D打印技术的发展是我国重大转折点之一,它的出现是我國由“工业大国”向“工业强国”转变的重大机遇。如果我们不能领先占据3D打印技术的最高点,那么我们国家将会与发达国家之间的距离越落越远,针对于这种情况,我提出了以下几点建议,仅供大家参考。

首先,我国在世界上的制造产业中首屈一指,因此将传统制造业的技术转化为3D打印技术是发展的重头戏,很多国家都把3D打印技术置于领先发展的地位,而作为这个行业中的龙头老大,我国更加应该加快对3D打印技术的发展战略和统筹规划,并且加快研究并出台相关的政策,将我国的工业技术进行转型。制定一个关于发展智能制造业的相关的政策及规划,并且对涉及到3D打印技术的产业提供一定的帮助和支持。

其次,既要符合中国现在发展的国情,又要让3D打印技术长期发展,政府应该制定相关的政策,让所有拥有3D打印技术的私人企业都会有自己独立发展的空间,借助财税杠杆原则,并且对已经拥有3D打印技术的个人企业进行补助,给他们研发的补助资金和税费方面的优惠政策。让他们可以提高制造的效率、提升在制造方面的准确度和精密度、降低制造的成本等方面的一系列的问题。除此之外,国家还应该大力推广及发展3D打印这一技术,加强与发达国家在有关方面的密切合作,加强对产学的研究沟通与交流,加快将3D打印技术推向市场。

再次,在国防科技和重工业中,将3D打印技术的发展作为其重要的支撑,在经济发展迅速的重要地区的重要产业之中,将3D打印技术作为最重要的发展技术之一。我们国家可以在多个方面推广以及推进3D打印技术的应用,在航空航天,汽车模型等领域的推广尤为的重要[3]。在我国的工业设计、生产业、服务业、制造业及先进制造、信息化工程领域,3D打印技术是关键,要把这个技术纳入产业发展和优先发展产业的目录。

最后,对于3D打印技术来说,这是一个以材料为主的产业,中国如果要想抢占先机,站在经济科学领域的制高点,3D打印技术就是突破口,是使这一目标成为现实的关键要点。而要发展这一技术产业,国家就扮演了重要的角色。因此,国家要支持部分研究3D打印技术的机构或者是拥有3D打印技术的企业,并在全世界范围内招聘在材料科学领域研究的领军人物或者是团队,这将成为3D打印技术能够更加快速发展的关键。

5  结  论

综上所述,我们应该提高对3D打印技术变化的敏感性,多认识了解3D打印技术的应用领域、对社会现状和对未来的制造业的影响以及其发展前景和潜力,而近几年3D打印技术发展甚是迅猛,国外对此技术在各个行业的发展和应用都在加大探索和研究力度,投入了大量的资金和人才。所以,我国也要抓住机会,紧跟时代的变化,把握时代节奏,要有长期发展的眼光,積极发展3D打印技术,不断在这方面进行学习和探索,不断培养这方面的领军人才,争取在世界技术研究和发展中占有重要或领先地位。

参考文献:

[1] 房鑫卿.3D打印技术的发展历程及应用前景 [J].轻工科技,2019(5):77-78.

[2] 常伟.SLA 3D打印技术在工业设计创新战略中的应用探索 [J].大众文艺,2019(8):96.

[3] 刘菲原.分析3D打印技术在电子信息领域的应用 [J].通讯世界,2019,26(4):65-66.

作者简介:张萌(1997.08-),女,汉族,黑龙江肇东人,本科在读,研究方向:工商管理。

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