航空航天、醫(yī)療、工業(yè)應(yīng)用

    3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域目前集中在七大方面。除了最早期的快速原型打印應(yīng)用之外，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了航空航天、醫(yī)療、工業(yè)、消費(fèi)品、汽車(chē)以及模具，而且是用于打印最終部件或產(chǎn)品。另外科研領(lǐng)域也會(huì)用到這項(xiàng)技術(shù)做新材料或前沿應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。

    航空航天是應(yīng)用比較快的一個(gè)行業(yè)，關(guān)鍵是由于其產(chǎn)業(yè)的特性，和目前3D打印技術(shù)所處的階段有很多契合的方面：航空航天產(chǎn)品對(duì)復(fù)雜度有先天的需求，產(chǎn)品沒(méi)有汽車(chē)或手機(jī)那樣的大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品單價(jià)相對(duì)高，所以行業(yè)對(duì)成本相對(duì)不是很敏感。

     在中國(guó)的3D打印客戶(hù)中，航空航天業(yè)占25%的比重，集中在四大集團(tuán)公司：中航工業(yè)、中國(guó)航天科技集團(tuán)、中國(guó)航天科工集團(tuán)和發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司。從全球來(lái)講，航空航天也占據(jù)至少1/4的市場(chǎng)。

    另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是醫(yī)療，主要在骨科和齒科兩個(gè)領(lǐng)域，也有一些醫(yī)療設(shè)備的案例。醫(yī)療領(lǐng)域有很多3D打印應(yīng)用不需要工業(yè)級(jí)3D打印就可以實(shí)現(xiàn)，比如一些協(xié)助醫(yī)生在手術(shù)前做直觀的術(shù)前模擬的模型。

    工業(yè)級(jí)則面向附加值更高的醫(yī)療產(chǎn)品，例如骨科植入體，以及一些重要的醫(yī)療設(shè)備。我們最近看到的一個(gè)例子，醫(yī)療上常用的CT斷層掃描設(shè)備，里面有一個(gè)零部件叫作格柵，這種網(wǎng)格狀的零部件是比較關(guān)鍵的部件，作用是阻隔放射線，不讓它大面積泄露，在使用中不輻射人體。格柵用傳統(tǒng)的方式很難加工，每一片分別制作，然后再拼接起來(lái)。

    格柵的結(jié)構(gòu)對(duì)3D打印技術(shù)來(lái)講輕而易舉，但是它對(duì)材料有要求，必須是一種鎢合金。鎢的熔點(diǎn)是3000度以上，能量吸收率較低，屬于典型的難熔金屬。鎢合金粉末燒結(jié)工藝讓這個(gè)應(yīng)用變得可行。目前飛利浦已經(jīng)完成開(kāi)發(fā)，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。

     3D打印在工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣。我們其中的一個(gè)關(guān)注領(lǐng)域是在工業(yè)自動(dòng)化。一家工廠想要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化升級(jí)，依靠機(jī)械手臂并不足夠，過(guò)程中需要有很多配套的夾具、治具，去實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)化的流水線。例如，很多行業(yè)都會(huì)用到的注塑成型這種傳統(tǒng)加工方式中，注塑機(jī)完成注塑以后，傳統(tǒng)模式是人工抓取，然后進(jìn)行下一道工序。導(dǎo)入自動(dòng)化之后，在注塑完成之后開(kāi)模，機(jī)械手臂能完成自動(dòng)夾取以及后續(xù)的動(dòng)作。3D打印可以快速制作這些配套的夾治具，大幅提升自動(dòng)化生產(chǎn)線的靈活性。

    隨著工業(yè)生產(chǎn)模式不斷地朝向少量多樣化趨勢(shì)發(fā)展，充分的利用3D打印的特點(diǎn)可以讓整個(gè)生產(chǎn)線快速靈活地響應(yīng)變化。自動(dòng)化是智能制造和工業(yè)4.0很關(guān)鍵的手段之一，工廠要實(shí)現(xiàn)智能制造，自動(dòng)化水平是很關(guān)鍵的基礎(chǔ)。

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