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3D打印技术及其产业发展研究

时间:2022-10-20 20:20:04 来源:网友投稿

摘 要:随着国民经济的不断增长,科学技术的不断创新,3D打印技术被广泛应用在各个行业领域中,发展受到了各界人士的高度关注和重视。3D打印技术作为一种市场新兴的成型三维制造技术,其最为显著的特征就是操作简单方便、成型效率高以及适用性好等,能够最大程度降低制造从业人员的技术操作门槛,促使企业在最低成本下创造出最大的社会经济效益,推动整个制造业结构的优化升级。因此,有关部门要加强我国3D打印技术的创新研究,结合实际问题采取有效的改进措施,提高我国制造业发展水平。本文将进一步对3D打印技术及其产业发展展开分析与探讨。

关键词:3D打印技术;产业发展;创新实践

3D打印技术又被人们称作为增材制造技术,它的工作原理是以三维管理软件计算机辅助设计数学模型为核心基础,然后科学应用高能量的束源或者其他方式有效提供能量,通过利用材料叠加手段将各种材料进行逐层堆积黏结起来,最终形成理想中的三维实体。与西方发达国家相比较,我国3D打印技术发展还处于初级发展阶段,社会对于该项技术的创新研究应用有着较大的需求,市场企业要加大对3D打印技术的深入研发设计力度,推动3D打印技术的智能化、稳定化以及精密化发展,为社会创造出更多的现实价值。

一、3D打印技术的应用优势和主要类型

(一)3D打印技术制造产品的优势

企业在应用3D打印技术制造需求产品时能够有效省去对材料展开切割加工的实践操作,这样一来就能够降低企业的能源损耗,同时还可以避免产生各种工艺废料,提高企业环境保护水平。企业在传统制造产品中采用的工艺技术通常需要经过较长的周期,并且还会受限于模具、刀具现状,无法辅助工作人员制造加工出理想中的特殊零件。而基于3D打印技术辅助应用下,企业能够有效制造加工出各种复杂曲面、异形深孔的零件产品,满足市场用户的不同需求,并充分图凸显出“绿色技术”的优越特性[1]。现代企业通过引进利用3D打印技术在产品初期建模设计阶段,就能够清晰完整看到最终成品的外观形状,这样可以帮助工作人员更好地进行产品优化调整设计,提高成品的制造加工质量和效率,确保在最低成本下创造出最大的社会经济效益。与传统制造工艺技术相比较,3D打印技术操作更为简单方便,工作人员只需要在一台打印设备上就能够科学高效制造加工出需求产品,优化减去了数个制造加工工序环节,并且还能够最大程度满足市场用户对复杂结构产品的设计需求。

(二)3D打印技术的主要类型

在当前市场上,3D打印技术的主要类型包括了光固化成型技术、熔融层积成型技术、激光叠层制造技术以及直接金属粉末激光烧结技术等。其中,光固化成型技术的工作原理是通过利用激光扫描液体的光敏树脂,促使其成功固化,接着逐层堆积成形产品。光固化成型技术通常采用的材料是液态光敏树脂;熔融层积成型技术工作原理时通过利用高温加热,促使塑料类材料完成软化目标,接着在喷头作用下将其慢慢挤出,形成固化并逐层堆积成形产品。熔融层积成型技术通常采用的材料主要有PC类塑料以及ABS塑料凳;激光叠层制造技术工作原理是通过将热熔胶均匀涂抹到材料表层上,接着热压片材促使其产生黏结,最后采用激光器切割零件截面轮廓。激光叠层制造技术所采用的材料主要有塑料薄膜、纸张以及铝箔等。

二、3D打印技术发展现状分析

当前3D打印技术在我国的发展主要存在以下几个问题:1)3D打印设备能力偏低。与西方发达国家相比较,我国3D打印技术设备能力偏低,由于受到打印设备自身大小的约束,企业实际能够进行3D打印的成型件尺寸偏小,并且3D打印设备还具有生产效率低成品质量难以控制的弊端;2)3D打印技术应用成本较高。在我国市场中3D打印技术产业发展还不够完善,企业要想发挥出3D打印技术的优势,就必须投入更多的成本引进利用高质量的3D打印材料、专业设备以及技术服务等,这样无疑阻碍了3D打印技术在我国市场的推广发展;3)缺乏统一标准规范。在3D打印技术应用过程中,材料是核心物质基础,材料的好坏往往会关系到3D打印产品的最终质量[2]。在市场上对于3D打印技术的所用材料还缺乏对应的科学检测方法和设备,未能够有效形成科学统一的国家行业标准,对于3D打印制件缺陷的检测方法、尺寸、数量以及类型等同样缺少统一标准规范。

三、3D打印技术产业发展的创新措施

(一)构建3D打印协同创新中心,提高3D打印技术生产水平

在经济发展新时期,我国要大力发展3D打印技术,国家政府部门要加强对3D打印技术市场的科学指导与扶持工作,积极制定颁布相关政策措施,指引企业与科研机构展开密切合作与交流,共同打造出3D打印产学研用协同创新中心,努力培养出更多高能力、高素质的3D打印技术研发人才,从而推动我国3D打印技术的产业化发展,优化改善各项基础设备,全面提高3D打印技术生产水平。当前我国3D技术领域研究的重点单位还是研究所和各大高校,市场企业投入不足,针对于此国家政府部门必須加强对3D打印技术的“产学研用”协同创新的大力支持工作,无论是在3D打印技术推广应用上,还是在市场销售上都必须给予适当的税收政策优惠[3],这也是加快我国3D打印技术走向实际应用转化成生产力的有效措施。

(二)降低3D打印技术应用成本,制定行业统一标准

在新时期,我国必须加强3D打印技术核心关键技术的创新研发工作,积极借鉴西方发达国家对3D打印技术研究应用的实践工作经验,并有效设立起专项基金,以此来扶持我国3D打印技术设备的核心关键技术和支撑技术的开发,优化改进3D打印技术各项应用原材料的开发工艺技术,创新完善3D打印原材料,最大程度降低原材料成本,促使市场企业都能够在低成本下推广应用该项技术。针对于市场的3D打印技术重大研发项目,有关政府部门可以通过科学有效实行全国招标和联合研发,加强企业与研发机构的合作联系,共同去解决3D打印材料的多品种、低成本以及高质量的难题。除此之外,国家政府部门要根据市场3D打印技术实际发展情况和趋势特点[4],科学合理制定出国家行业统一标准,规范对3D打印技术应用材料和印制件的质量检测标准,杜绝劣质3D打印材料和产品流入到市场中,影响到我国3D打印技术产业建设稳定持续的发展。

四、结束语

综上所述,3D打印技术作为现代市场上一种先进的产品制造技术,具有非常广阔的应用前景,比起传统产品制造技术工艺,3D打印技术能够帮助企业在短时间内制造加工成更多高质量的复杂结构产品,满足市场消费用户的各种设计生产要求。国家政府部门要加大对3D打印技术创新研发工作的扶持力度,有效制定颁布各项优惠政策,推动企业共同去研发应用3D打印技术,优化改进3D打印技术应用原材料和设备,降低3D打印技术的原材料成本,完善3D打印技术设备,促使该项技术能够在各个行业领域中发挥出最大的价值作用,促进社会建设稳定持续的发展进步。

参考文献:

[1]夏庭君.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].综合论坛,2017(09):75-76.

[2]包国光,赵默典.3D打印技术的本质特征及产业化对策探析[J].东北大学学报(社会 科学版),2016(02):84-86.

[3]唐洋,陈海锋,刘志强,肖倩.3D打印技术产业化现状及发展趋势分析[J].自动化仪表,2018(05):54-56.

[4]孙建明,童泽平,殷志平.3D打印技术的市场应用及发展前景分析[J].现代商贸工业,2014(18):21-23.

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