金屬3D打印與非金屬3D打印,“相愛相殺”的一對冤家

2020-11-13 09:16

3D打印概念提出至今,已經過去了數十個年頭。從1986年3D打印技術誕生到現在,經過30多年的技術積累,全球已經形成了了金屬3D打印和非金屬3D打印兩種技術流派。關于金屬3D打印和非金屬3D打印孰優孰劣的爭論,也讓3D打印這片“寧靜的湖泊”蕩起朵朵漣漪。

博瑞展3D打印機BA600正面.jpg

就國內而言,3D打印廠商目前大多選擇SLA和SLM兩種技術路徑,SLM在近期尤為火熱。SLM全稱選擇性激光熔融,是一種通過激光器對金屬粉末直接進行熱作用,使其完全融化在經過冷卻成型的技術。通常來講,SLM這種3D打印技術正在從縮短生產時間、提高功能性、減少零件數量、提升設計自由度、提高供應鏈管理效率等方面,為工業制造注入強大的產品重塑能力。

在金屬3D打印工藝中,金屬粉末的質量好壞是影響最終打印部件結構及性能的關鍵因素之一,目前國內制粉水平與國外接近但仍存在差距。提高金屬粉末、產品制作材料的性能已經成為業內人士鉆研的一大重要課題。畢竟金屬粉末質量越好,粒徑越小,打印出的產品致密性、機械性能越好。

綜合比較而言,相比傳統制造模式,非金屬3D打印的優勢主要在于可定制和無模化,但受限于材料性能,其主要用于模具和樣品的生產,數量和價格都很難擴充起來;而金屬3D打印除了具備無模化可定制優勢外,在打印效率、打印質量、打印精度上相比傳統金屬加工工藝都有更為明顯的提升。值得注意的是,金屬3D打印能夠完成傳統工藝無法制造的高復雜度、高精密度零部件的打印,具有巨大的發展潛力。

在汽車領域,3D打印存在十分廣闊的應用空間,發展前景可期。一些汽車企業在車輛制造輕量化、智能化的趨勢下也開始借助3D打印技術進行內飾制造和零部件定制。從1991年起,寶馬汽車就將3D打印零部件納入概念車研發體系中,足見其前瞻性視野。在過去十年間,寶馬汽車已經借助3D打印技術生產了100萬個零部件,產量在汽車行業內達到較高水平。

換個角度來看,不管是汽車輪胎還是航天航空,3D打印技術在發展過程中都離不開三個重要的因素,即設備、材料、工藝。一款高質量產品的面世,不僅需要性能優良的材料,也需要創新性工藝和高穩定性的3D打印機。非金屬3D打印和3D打印在各領域應用的鋪開,都需要注重工藝、設備、材料之間的關系。

從金屬打印到非金屬打印,從鈦合金、316不銹鋼到非金屬材料,從書柜桌椅、動漫手辦、到航空航天精密部件、高復雜構件,近幾年借助3D打印所能制造的產品變得愈加精密、愈加多樣化。金屬3D打印與非金屬3D打印就像一對孿生兄弟,同中有異,異中存同。在各細分場景下,這兩種技術都將繼續“發光發熱”,為產業升級照亮一方天地。

據市場調研機構預測,到2029年3D打印市場規模將達到550億美元,這與3D打印市場在2030年全球制造業12萬億美元市值中占比大約2%的目標,基本一致。如此廣闊的市場空間,已引發諸多投資者關注。不難發現的是,行業內的先行者們,正共同描繪出一幅3D打印產業光輝燦爛的新圖景。未來幾年,為更好地滿足各行業用戶的實際需求,3D打印技術攻關速度將進一步加快,新的應用模式將落地開花。


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