匹配需求是3D打印實現大規模落地的關鍵一環(2)
航空航天、醫療、工業應用
3D打印技術的應用領域目前集中在七大方面。除了最早期的快速原型打印應用之外,隨著技術不斷發展,該技術已經進入了航空航天、醫療、工業、消費品、汽車以及模具,而且是用于打印最終部件或產品。另外科研領域也會用到這項技術做新材料或前沿應用的開發。
航空航天是應用比較快的一個行業,關鍵是由于其產業的特性,和目前3D打印技術所處的階段有很多契合的方面:航空航天產品對復雜度有先天的需求,產品沒有汽車或手機那樣的大規模生產,產品單價相對高,所以行業對成本相對不是很敏感。
在中國的3D打印客戶中,航空航天業占25%的比重,集中在四大集團公司:中航工業、中國航天科技集團、中國航天科工集團和發動機集團公司。從全球來講,航空航天也占據至少1/4的市場。
另一個重要的應用領域就是醫療,主要在骨科和齒科兩個領域,也有一些醫療設備的案例。醫療領域有很多3D打印應用不需要工業級3D打印就可以實現,比如一些協助醫生在手術前做直觀的術前模擬的模型。
工業級則面向附加值更高的醫療產品,例如骨科植入體,以及一些重要的醫療設備。我們最近看到的一個例子,醫療上常用的CT斷層掃描設備,里面有一個零部件叫作格柵,這種網格狀的零部件是比較關鍵的部件,作用是阻隔放射線,不讓它大面積泄露,在使用中不輻射人體。格柵用傳統的方式很難加工,每一片分別制作,然后再拼接起來。
格柵的結構對3D打印技術來講輕而易舉,但是它對材料有要求,必須是一種鎢合金。鎢的熔點是3000度以上,能量吸收率較低,屬于典型的難熔金屬。鎢合金粉末燒結工藝讓這個應用變得可行。目前飛利浦已經完成開發,并申請了專利。
3D打印在工業的應用領域也很廣。我們其中的一個關注領域是在工業自動化。一家工廠想要實現自動化升級,依靠機械手臂并不足夠,過程中需要有很多配套的夾具、治具,去實現整個自動化的流水線。例如,很多行業都會用到的注塑成型這種傳統加工方式中,注塑機完成注塑以后,傳統模式是人工抓取,然后進行下一道工序。導入自動化之后,在注塑完成之后開模,機械手臂能完成自動夾取以及后續的動作。3D打印可以快速制作這些配套的夾治具,大幅提升自動化生產線的靈活性。
隨著工業生產模式不斷地朝向少量多樣化趨勢發展,充分的利用3D打印的特點可以讓整個生產線快速靈活地響應變化。自動化是智能制造和工業4.0很關鍵的手段之一,工廠要實現智能制造,自動化水平是很關鍵的基礎。
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