工程塑料以其优良的抗冲击性、化学稳定性、耐高温等性能,在航空航天、汽车、工业设备等领域中能够一定程度上取代金属,作为工程材料使用。未来工程塑料替代金属的趋势有望持续加深,以满足制造领域对于材料性能、功能、生产工艺、生产成本等各方面的要求。
根据3D科学的市场研究,工程塑料3D打印服务可用于替代金属在各种终端行业中的应用。尤其是日益严格的环保法规要求汽车减少排放量和提高燃油经济性,工程塑料3D打印服务能大量应用于汽车和运输行业。此外,家电产品、电器及电子产品、包装、建筑等行业也广泛使用工程塑料。
在应用领域方面,目前,注塑成型工艺能够实现批量制造形状一致的物品,因此非常适合大批量的标准化产品制造。
3D打印只需通过控制终端输入三维图像,就能将原材料打印成实物模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效地缩短了产品研发周期。三维生产的3D打印机,就已广泛在创客、建筑设计、模具模型设计等领域得到成熟应用。
其实两者是相结合的,相辅相成,通过3D打印验证原型,终确认设计之后,再注塑模具,批量生产。
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3D打印汽车
汽车大部份零件采用3D打印技术制造,如全部采用3D打印技术制造,目前来说还太可能。橙红色车身,三个轮子、双座位,扁长圆的外形显得小巧可爱,很有未来感,底盘为不锈钢制成,包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过我公司的大型3D打印设备生产。
3D打印技术早已不再神秘。它的好处是可以快速成型——以电脑中的数字模型为依据,通过可粘合材料,通过逐层喷射(打印)的方式,将数字模型兑现为实物构件。理论上汽车也是由“实物构件”组成的,完全可以靠3D打印来实现。
汽车不同于普通“摆件”。作为高速运行的交通工具,它对很多部件的强度都有着要求。从3D打印的原理不难看出,常规材料“打印”出来的部件,可以满足这样的强度要求。例如车身,需要在不同部位采用不同强度的钢材,还要有严格的力学分散设计,再加上焊接工艺等,是一个很讲究的系统工程。
3d打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素/英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、和产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。
金属3D打印特点:
1、精度高。
目前金属3D打印设备的精度基本都可控制在0.05mm以下。
2、周期短。
金属3D打印无须模具的制作过程,使得模型的生产时间大大缩短,一般几个小时甚至几十分钟可以完成一个模型的打印。
3、可实现个性化。
金属3D打印对于打印的模型数量基本没有限制,不管一个还是多个都可以以相同的成本制作出来。
4、材料的多样性。
一个金属3D打印系统往往可以实现不同材料的打印,而这种材料的多样性可以满足不同领域的需要。
5、成本相对较低。
虽然现在金属3D打印系统和3D打印的金属材料比较贵,但如果用来制作个性化产品,其制作成本相对比较低。
大多数人认为CNC加工基本上可以制作所有物品。但事实上有时在制作一个具有高复杂程度的零件前还需要制造新设备。这是金属3D打印的主要优点——它几乎可以没有限制地制造复杂造型的的物品。使用金属3d打印的优点有:
1、3D打印机可以比传统制造方法更快制造复杂细节。
2、成本比传统制造方法更低。
3、根据所选技术,可以制作具有微小的细节的精细物品。
4、可以组合3D打印细节,节省时间和金钱。
5、更复杂的组成意味着在不牺牲强度的前提下,零件重量可以更轻。这也是为什么3D打印零件在航天工业中需求量这样大。
6、金属3D打印几乎不浪费材料。
3D打印的优势。对于那些只需要制造几个或是几十个的部件来说,单开模肯定是不划算的,手工制造当然是一个选择,而如果用3D打印技术,就只需要在3D打印机中输入设计文件,省去了开模的高昂费用,产品一致性也优于手工制造,且同一台打印机可以读取不同的设计文件,反复使用。
由于近年来开始下放到民用领域,3D打印技术一度成为了我们身边的“网红热词”,不过你可能不知道的是,这项技术已经有30年的发展史了。并且,如今的3D打印,已经成为了汽车制造业发展的技术,帮车企省下的成本。下面,我们就具体聊聊3D打印和它在汽车制造业中的应用。汽车制造业用3D打印做原型。