金属3D打印与非金属3D打印,“相爱相杀”的一对冤家

国际金属加工网 2020年04月24日

3D打印概念提出至今,已经过去了数十个年头。从1986年3D打印技术诞生到现在,经过30多年的技术积累,全球已经形成了了金属3D打印和非金属3D打印两种技术流派。关于金属3D打印和非金属3D打印孰优孰劣的争论,也让3D打印这片“宁静的湖泊”荡起朵朵涟漪。

就国内而言,3D打印厂商目前大多选择SLA和SLM两种技术路径,SLM在近期尤为火热。SLM全称选择性激光熔融,是一种通过激光器对金属粉末直接进行热作用,使其完全融化在经过冷却成型的技术。通常来讲,SLM这种3D打印技术正在从缩短生产时间、提高功能性、减少零数量、提升设计自由度、提高供应链管理效率等方面,为工业制造注入强大的产品重塑能力。

在金属3D打印工艺中,金属粉末的质量好坏是影响最终打印部件结构及性能的关键因素之一,目前国内制粉水平与国外接近但仍存在差距。提高金属粉末、产品制作材料的性能已经成为业内人士钻研的一大重要课题。毕竟金属粉末质量越好,粒径越小,打印出的产品致密性、机械性能越好。

综合比较而言,相比传统制造模式,非金属3D打印的优势主要在于可定制和无模化,但受限于材料性能,其主要用于模具和样品的生产,数量和价格都很难扩充起来;而金属3D打印除了具备无模化可定制优势外,在打印效率、打印质量、打印精度上相比传统金属加工工艺都有更为明显的提升。值得注意的是,金属3D打印能够完成传统工艺无法制造的高复杂度、高精密度零部件的打印,具有巨大的发展潜力。

汽车领域,3D打印存在十分广阔的应用空间,发展前景可期。一些汽车企业在车辆制造轻量化、智能化的趋势下也开始借助3D打印技术进行内饰制造和零部件定制。从1991年起,宝马汽车就将3D打印零部件纳入概念车研发体系中,足见其前瞻性视野。在过去十年间,宝马汽车已经借助3D打印技术生产了100万个零部件,产量在汽车行业内达到较高水平。

换个角度来看,不管是汽车轮胎还是航天航空,3D打印技术在发展过程中都离不开三个重要的因素,即设备、材料、工艺。一款高质量产品的面世,不仅需要性能优良的材料,也需要创新性工艺和高稳定性的3D打印机。非金属3D打印和3D打印在各领域应用的铺开,都需要注重工艺、设备、材料之间的关系。

从金属打印到非金属打印,从钛合金、316不锈钢到非金属材料,从书柜桌椅、动漫手办、到航空航天精密部件、高复杂构件,近几年借助3D打印所能制造的产品变得愈加精密、愈加多样化。金属3D打印与非金属3D打印就像一对孪生兄弟,同中有异,异中存同。在各细分场景下,这两种技术都将继续“发光发热”,为产业升级照亮一方天地。

据市场调研机构预测,到2029年3D打印市场规模将达到550亿美元,这与3D打印市场在2030年全球制造业12万亿美元市值中占比大约2%的目标,基本一致。如此广阔的市场空间,已引发诸多投资者关注。不难发现的是,行业内的先行者们,正共同描绘出一幅3D打印产业光辉灿烂的新图景。未来几年,为更好地满足各行业用户的实际需求,3D打印技术攻关速度将进一步加快,新的应用模式将落地开花。


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