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3D打印進入高端制造顯著降低成本和時間

2013-10-22 09:50 來源：元器件交易網(wǎng) 責(zé)編：陳莎莎

摘要：: 在不久前舉行的2013中關(guān)村論壇年會上，北京航空航天大學(xué)教授王華明表示,，我國高性能大型金屬構(gòu)件增材制造/3D打印技術(shù)研究和應(yīng)用走在國際前列,，這一技術(shù)對于提升我國重大高端裝備的研發(fā)、制造水平意義重大,。

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小C專訪｜正博總經(jīng)理范

小C專訪·煒岡股份董事

　　【CPP114】訊：在不久前舉行的2013中關(guān)村論壇年會上,，北京航空航天大學(xué)教授王華明表示,，我國高性能大型金屬構(gòu)件增材制造/3D打印技術(shù)研究和應(yīng)用走在國際前列，這一技術(shù)對于提升我國重大高端裝備的研發(fā),、制造水平意義重大,。未來，3D打印技術(shù)在高性能金屬材料關(guān)鍵構(gòu)件制造領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展空間,。
　　
　　3D打印作為一種新的制造技術(shù),，不僅是新產(chǎn)品研發(fā)的重要手段，更可提高裝備制造技術(shù)水平和性能,。每種技術(shù)都有它的適用范圍,。高性能金屬零件的3D打印,，對重大高端裝備制造具有重要價值，因為它可直接生產(chǎn)裝備中的零件,。
　　
　　新材料和制造業(yè)密切結(jié)合,，是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，其對未來的影響會越來越大,。從大的領(lǐng)域說,，高性能金屬構(gòu)件的增材制造，其核心就在于控制增材制造過程獲得高性能高品質(zhì)材料的構(gòu)件,�,；�3D打印技術(shù)的高性能金屬材料制造將為我國航空航天裝備制造業(yè)帶來比較大的價值。國家大飛機科技重大專項的實施,，也為增材制造技術(shù)在航空工業(yè)的應(yīng)用提供了發(fā)展機會,。
　　
　　3D打印進入航空制造領(lǐng)域
　　
　　據(jù)國資委網(wǎng)站最新消息，中國航天科工六院41所攜手國內(nèi)3D打印設(shè)備商,，首次利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出了固體火箭發(fā)動機環(huán)形點火藥盒殼體,，并順利通過點火驗證試驗，標(biāo)志著41所已具備將3D打印技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動機環(huán)形點火藥盒殼體生產(chǎn)的能力,。
　　
　　3D打印解決了點火裝置復(fù)雜三維造型“看得見,、摸不著”的問題，極大縮減了研制與生產(chǎn)周期,，降低了成本,，減少了材料浪費，最重要的是能夠制造出一些傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的點火裝置殼體外形,，有效推進了點火裝置設(shè)計技術(shù)的發(fā)展,。
　　
　　就在今年7月美國航空航天局（NASA）成功試驗了有史以來第一個3D打印的火箭發(fā)動機部件。用3D打印技術(shù)制造配件耗時縮短,，成本降低,，優(yōu)勢明顯。美國航空航天局表示,，加利福尼亞州的航空噴氣發(fā)動機-洛克達因公司（AerojetRocketdyne）采用“選擇性激光熔化”技術(shù)實現(xiàn)這一壯舉,。首先，利用高能激光束將金屬粉末熔化,，再根據(jù)計算機設(shè)計的噴嘴三維模型將其“打印”出來,。此次進行試驗的噴嘴尺寸要比實用的噴嘴略小，但已經(jīng)足夠進行溫度和壓力的測試,。
　　
　　和傳統(tǒng)工藝相比,，新技術(shù)耗時短，成本低,�,；鸺龂娮鞂Τ叽绲囊髽O為精確,，過去需要一年才能完工。不過,，采用“選擇型激光熔化”技術(shù),，耗時不到4個月就成功打印出噴嘴，生產(chǎn)成本也降低超過七成,。美國航空航天局表示這項技術(shù)或可更有效的生產(chǎn)火箭發(fā)動機,，為美國公司節(jié)省時間和金錢。3D打印技術(shù)能顯著降低零部件的生產(chǎn)時間和成本,，可能帶來重大變革,。
　　
　　3D打印制造人體器官錢景無限
　　
　　3D打印機可以用于制作人工氣管，因為3D打印機很容易生產(chǎn)可以組成器官管狀結(jié)構(gòu)的環(huán),。研究人員們使用了生物相容性塑料材料打印這種氣管,，并且在小豬身上做了測試。
　　
　　2012年的一月,，英國外科醫(yī)生們在一名病人卡伊巴的肺部植入了一個3D打印的氣管,，使他的呼吸道保持暢通。幾年之后,，這個人造氣管會在體內(nèi)自行溶解,，到那時候卡伊巴自身的支氣管就可以發(fā)育到能夠維持正常呼吸的水平,。
　　
　　密歇根大學(xué)的格倫·格林（GlennGreen）醫(yī)生和他的同事們認為3D打印機可以用于制作人工氣管,，因為3D打印機很容易生產(chǎn)可以組成器官管狀結(jié)構(gòu)的環(huán)。研究人員們使用了生物相容性塑料材料打印這種氣管,，并且在小豬身上做了測試,。
　　
　　究團隊先給卡伊巴的呼吸道做了CT掃描，用得到的數(shù)據(jù)打印出了一個模具,。然后,，他們利用這個模具制造了一個合適的、柔韌的套筒來固定呼吸道,。最后一步就是將他的支氣管組織縫在這個套筒內(nèi),，該手術(shù)需要獲得美國食品及藥品管理局（U.S.FoodandDrugAdministration）的應(yīng)急使用許可。“裝上這個套筒之后,，我們第一次看到他的肺動了起來,，”格林說。3D打印的醫(yī)療設(shè)備以及人體部件的應(yīng)用才剛剛起步,，但是格林相信這項技術(shù)有著“巨大的潛力”,。
　　
　　用3D打印技術(shù)培育人體器官是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大熱門，目前正不斷取得進步,。借助于這項技術(shù),，科學(xué)家能夠培育出仿真度極高的人造耳朵和鼻子等面部器官,。隨著研究的深入和技術(shù)的繼續(xù)進步，他們將最終培育出可以進行移植的人造肺以及其他器官�,，F(xiàn)在,，維克森林大學(xué)的3D打印機已經(jīng)打印出腎臟原型。在其他一些實驗室,，科學(xué)家也在研究如何利用可降解支架培育人造心臟,、肺部、肝臟和腎臟,，讓“定制移植”成為一種可能,。
　　
　　

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