3D打印未来前景怎么样?金属材料3D打印还有很长的路要走,降低成本是关键。几年前国内用3D技术打印房子成本比传统建筑还低,为什么到现在3D技术还没普及?从3D打印的人偶模型到汽车配件,从食品到人工椎体,从校园里也能见到的3D打印实验室到3D打印研究院,3D打印在我国从走入公众视野到今天,走过了轰轰烈烈的两年
3D打印未来前景怎么样?
金属材料3D打印还有很长的路要走,降低成本是关键。几年前国内用3D技术打印房子成本比传统建筑还低,为什么到现在3D技术还没普及?
从3D打印的人偶模型到汽车配件,从食品到人工椎体,从校园里也能见到的3D打印实验室到3D打印研究院,3D打印在我国从走入公众视野到今天,走过了轰轰烈烈的两年。7月7日,青[拼音:qīng]岛,首届中国3D打印节亮相2016电博会,琳琅满目的技术和产品被公众认识和检验。与此同时,北京通《读:tōng》州的一栋别墅里,国内外媒体和同行的参访团络绎(繁:繹)不绝。这座半年多前被3D打印出来的建筑,正被好奇的目光注视着,人们试图从中看到3D打印在建筑行业的未来发展图景。
3D打印在中【读:zhōng】国
3D打印又名增材制造,根据数字3D图像或模型,一层一层地打印出实物。传统的加工制造是在原材料基[练:jī]础上,使用切削、磨削、腐蚀、熔融等办法,把没用的削掉,进而得到零部件;3D打印《读:yìn》无须原坯和模具,它把材料一层一层《繁:層》摞上去,生产产品的机器就像打印机一样,用叠加、层叠的办法形成产品。
4月21日,全国增材制造标准【zhǔn】化技术委员会成立大会在北京召开,这意味着,对接《中国制造(zào)2025》,增材制造(3D打印)标准化工作全面启(繁:啓)动。对于中国3D打印行业来说,这是一个历史性的时刻。
该委员会共有委员61名,涉及中国[繁:國]增材制造领域具jù 有代表性的高校、科研院所、企业、行业协会等,涵盖工艺、材料、设备、服务、检测、认证及医学等多个领域,被业界誉为“中国3D打印教父”的中国工程院院士卢秉恒担任委员会的主任委员。
在接受其他媒体采访时,卢秉恒表示,3D打印可以带来很多颠覆性的变革。例如,在航空航天领域,材料利用率可由5%提升至90%以上,制造周期由数月压缩为几天;概念飞机的设计可减轻质量的60%;新能源汽车【chē】可把2万个零件集成为40个,6天打印完成且减重1/3。此外,3D打印也可以支持新科技革命,从增材到创材,3D打印可以研发超高强度、超高耐温、超高韧性和超高抗蚀的合金材料。卢秉恒表示:“在全面推进科学技术创新的同时,如果能深入研究,不断提高技术水平,掌握核心技术,那么(繁:麼),中国智能制造有望进入世界前列。”
不过,虽然我国的3D打印在基础研《拼音:yán》究和产业化方面已经有了一定的进展,卢秉恒在牵头成立中国3D打世界杯印研究院接受媒体采访时仍指出,我国3D打印产业的发展与美国相比仍有较大差距,如没有形成产业链、工业环境不配套等。在一些核心技术和关键器件上,如3D打印机中的激光器,也仍然对国外依赖较大。
在应用方面,我国的3D打印丰富程度远低于美国。卢秉恒曾介绍,目前我国3D打印的大部分应用仍然集中在军工领域的开发与模具的制[zhì]造上。从设备(繁体:備)数量上看,美国目前各种3D打印设备的数量占全世界40%,而中国只有8%左{拼音:zuǒ}右。
我国并没有停止对(繁:對)3D打印应用进行探索的脚步。
6月16日,北京大学第三医院成功实施世界首个3D打印人工椎体植入人体手术,人工椎体诞生并获国家食品药品世界杯监督管理总局注册批准。这不是3D打印第一次应用在我国的医疗实践中。2015年8月,南京市儿童医院在[读:zài]全国率先将3D打印应用于儿童先天性心脏病的治疗过程——该院心外科专家使用3D打印技术,以1∶1的比例打印出一个婴儿的心脏模型,并将其应用于手术中,成功地对一名出生仅3个月的复杂先心病婴儿进行了心脏修复。
但是,和各领域看似快速发展相对的,是社会上对于3D打印的质疑一直存在。“噱头大于实质”“炫技[练:jì]大于实[繁体:實]操”,被不少人诟病。
整体打印别墅落地北京通州 专家对前景持chí 观望态度
北京通州区宋庄[繁:莊]镇富豪工业区的一栋别墅最近吸引了中外媒体前去参观。
这栋别墅共有两层12个房间,屋顶是像城堡一样的绿色圆锥形。和常见的[de]别墅不同的,是墙面上蛋糕花纹一样{练:yàng}层层叠【dié】叠的痕迹。这栋别墅由北京华商腾达工贸有限公司于去年11月底建成
据负责人吴建平介绍,这是世界上第一个3D整体打印的别墅。记者查看由该公司记录的打[拼音:dǎ]印施工过程视频发现,“打印”出这栋建筑的打印机由两条轨道、两个支架和一个可移动的大型喷头组(繁:組)成。喷头在轨道中“挤出”原材料,3~5分钟之(读:zhī)后凝固成型
吴建平介绍,他们首先进行电子配料,并进行搅拌,调配混凝土的含【读:hán】水量,然[拼音:rán]后将调配好的材料输送到打印机里。在固定好预制钢筋结构的同时,将打印机的两条轨道人工放置在钢筋架构的两侧,并固定好整个建筑的大体范围。在此之后,把建筑图纸数据输入到《读:dào》打印机的数控系统中,打印机即可自动操作,将原材料浇筑在钢筋上。
用传统建筑方法建造一栋等面积的二层别墅,工期为3~6个月,人工成本占总建筑费用的50%左右。吴建平说,他们用3D打印的方法建造一个同样的别澳门博彩[拼音:bié]墅,直接浇注成型,取消了模板工序,可以缩短工期至45天。由于3D打印建筑几乎没有原料浪费,建筑垃圾少,工程总造价会降低。更重要的是,机械施工能减少80%~90%的人工成本。
打印的别墅(读:shù)安全性能得到保障吗?从事超过40年建筑业的吴建平说,该别墅可抗八级地震。但他坦言,由于经费有限,所以建筑物并没有送到实验室上去监测,但按照国家对于房fáng 屋建筑设计的要求,建造一个同样面积且可抗8级地震的两层建筑,需要5吨钢筋。但他们的别墅用了20吨,所以他认为抗震性能可以达标。
吴建平介绍,目前打印出的别墅,将作为公司试验3D打印设备的试验品,不会出售。一层将作为样板间进行(拼音:xíng)展示,二层将用做办公场所。吴建平说,他们研发这个项目,是为了能够在将来普惠于民,降低建[jiàn]筑成本,让老百姓更容易{练:yì}接受
湖南大学建筑学院副院长柳肃认为,3D打印在建筑设计{pinyin:jì}过程中、在打印建筑模型上十分好用。打极速赛车/北京赛车印出的模型精巧、精密。但在建造房子上,目前还看不到能广泛推广的理由
一方面,是因为目前的建筑并不需要特殊的材料。柳肃说,3D打印出来的混凝土和澳门新葡京人工做出来的区别不大,而且对于建筑这种不是特别精密的作业,难度不是很大,没有必要用3D去打印。对于建筑行业引以为豪的减少《pinyin:shǎo》废料这一特点,柳肃说,建筑的废料并不是那么可怕,有一定程度的浪费属于正常
而就节(繁体:節)省工时来说[繁体:說],工厂装配同样很快,不一定比3D打印慢。他介绍,发达国家很早就在使用装配式的建筑,如柱子、墙、梁都是在工厂做好,运到工地像装家具一样装起来。
“这也能在45天之内完成。赶工程并非一个理由,一定要那么快{kuài}干嘛呢?”柳肃提出了自己的疑yí 问。
另一方面,柳肃认为{练:wèi},3D打印的费用比普通的建(读:jiàn)筑贵,是另一个阻碍技术《繁:術》推广的原因。
多名专家都表示,这种新型建造的房屋,没有相关的验收标准和规范,距投入使用也有很长的距离。一位专家告诉中国青年报·中青在线记者,“如果需要验收,任何人都是不敢签字的。”
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