2024年,3D打印技术持续在创新的道路上大步迈进,无论是打印机本身的技术革新,还是打印材料的推陈出新,都为这一领域注入了新的活力,拓展了更广阔的应用前景。
在3D打印机技术方面,打印速度取得了显著提升。也包括我们领创三维新式3D打印机,在对于控制和打印速度上,也得到一个飞跃式的创新和更新。市面上新型号的3D打印机通过优化打印头的运动机制、改进软件算法对切片和路径规划的处理,使得打印效率大幅增加。以往一些复杂模型可能需要数小时甚至数天才能完成打印,如今在更短的时间内就能高质量呈现。例如我们领创三维L5-800和L5-1000型3D打印机,在打印大型零部件时,速度相较于去年同期提高了 10% - 30%之间,对于打印大型零件而言,这算是一个飞跃式的进步。能够大大缩短了产品的研发周期和生产时间,满足了企业对快速交付的需求。
例如像某汽车制造企业在研发新型发动机进气歧管时,借助市场新设计的新型3D打印机,原本需要一周时间才能完成的原型制作,现在仅需三天,非常有效的加快了新车型的研发进程。
在3D打印机精度方面,2024年各大厂商也有了新的突破。高精度的步进电机、更精密的传动装置以及先进的传感器技术被广泛应用。这些技术能够实时监测和调整打印过程中的参数,确保每一层材料的铺设都精确无误。在微观领域,国外较为出众的友商,一些3D打印机甚至已经在理论值上能够实现微米级的打印精度,这是一个非常了不起的创举,也是我们所需要学习的方向。这对于制造精密医疗器械、高端电子产品零部件等具有极其重要的意义。例如,在生物医学领域,高精度3D打印可以制造出具有复杂内部结构的仿生组织支架,其精度的提升有助于更好地模拟人体组织的微观环境,促进细胞的黏附、生长和分化。某医疗器械公司利用高精度3D打印机生产的定制化关节置换假体,能够与患者的骨骼结构完美贴合,大大提高了手术的成功率和患者术后的生活质量。虽然这些新型3D打印机技术可能还是处于实验室的阶段,但是也侧面说明了这种高精度高水平3D打印技术设备离面向市场,也离我们更近了一步。
2024年是多材料打印技术进一步成熟。打印机能够在同一打印过程中使用多种不同性质的材料,如将刚性材料与柔性材料相结合,创造出具有特殊性能的复合结构。这为制造功能集成化的产品提供了可能,比如可以打印出带有柔性传感器的刚性机械部件,或者具有软硬结合区域的鞋底等日常用品,极大地丰富了产品的设计空间和功能多样性。例如,某运动品牌推出的新款跑鞋,其鞋底采用多材料 3D 打印技术,在关键支撑部位使用刚性材料保证稳定性,而在与脚底接触的部分则采用柔性材料提供舒适的脚感,一经推出就受到了消费者的广泛好评。
在打印尺寸方面,大尺寸 3D 打印设备不断涌现并得到优化,这些大尺寸3D打印机设备能够打印出以往无法企及的大型构件,在航空航天、建筑等领域发挥着重要作用。例如,航空航天领域中的一些大型机翼结构件、机身框架等可以通过某些大尺寸 3D 打印机一体成型,减少了零部件的拼接数量,提高了整体结构的强度和可靠性。某航空航天企业成功利用大尺寸3D打印机制造出了长达数米的机翼梁结构,相比传统制造工艺,不仅减少了制造工序,还减轻了结构重量,提升了飞机的燃油效率。
在打印材料技术发展上,材料种类日益丰富。除了传统的塑料、金属材料外,新型陶瓷材料、生物可降解材料以及功能性复合材料的研发取得了长足进展。新型陶瓷材料具有高强度、耐高温、耐腐蚀等优良特性,在航空发动机叶片、高温炉具等领域有着潜在的应用前景;生物可降解材料如聚乳酸(PLA)等在环保包装、医疗植入物等方面得到了更广泛的应用,其可降解性减少了对环境的污染,并且在人体内能够逐渐被代谢吸收,避免了二次手术取出植入物的风险。例如,一些环保餐具企业开始使用 3D 打印技术生产生物可降解的餐具,既满足了市场对一次性餐具的需求,又符合环保理念。除此之外,材料性能也得到了优化。例如,友商们金属打印材料的强度和韧性通过合金成分的调整以及特殊的热处理工艺得到了显著改善。一些高强度铝合金打印材料在经过优化后,其抗拉强度和屈服强度相比以往有了 20% - 30%的提升,同时保持了良好的韧性,能够更好地满足航空航天、汽车制造等对高性能金属零部件的要求。某汽车零部件制造商利用优化后的铝合金打印材料生产发动机缸体,在保证轻量化的同时,提高了缸体的耐用性和散热性能。
3D打印材料在智能材料的应用上成为研究热点。这些材料能够根据外界环境的变化自动调整自身的物理或化学性质,如形状记忆合金、智能变色材料等。通过 3D 打印技术将智能材料加工成特定的结构,可以制造出具有自适应功能的产品,如能够根据温度变化自动调节通风量的智能建筑外立面构件,或者可以根据人体运动状态改变形状和支撑力的智能矫形器等。例如,某建筑设计公司在新型建筑的外墙上采用了工业3D打印的智能通风构件,根据不同季节和天气自动调节室内外空气流通,降低了建筑能耗,提升了居住舒适度。
总之,2024 年3D打印机技术和打印材料技术的协同发展,正在深刻地改变着制造业的格局,从快速原型制造向大规模定制生产、功能性产品制造等多个方向拓展,其影响力也在航空航天、医疗、汽车、消费电子等众多行业中持续蔓延,未来还将有更多的创新和突破等待着我们去探索和发现。
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