• --热烈祝贺我会联办的科普活动被中国科协评为--优秀科普活动

          12月21日,中国科学技术协会办公厅印发《关于对2020年全国科普日有关组织单位和活动予以表扬的通知》(科协办函普字【2020】158号), 、南京工程学会和江苏省学会服务中心联办的“2020年全国科普日暨第一届‘天印筑梦·科普智行’”活动,被评为优秀科普活动。

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    3D打印技术在铸造行业的积极作用

    时间:2020/1/9 12:20:59    浏览次数:3286    字体:   

    3D打印技术,即增材制造技术,可以通过不断叠加和粘合材料层,从无到有地构建出一个完整的功能部件。

     

    3D打印带来的这一转变对制造流程和产品形态所产生的影响是巨大的,借助3D打印技术,制造产品不再需要设计或制造昂贵的模具,设计者的创意可以直接通过3D打印机成为现实,极大降低了成本和时间。3D打印技术不仅提高了效率,其一体成形的特点可以用于优化复杂零部件的结构,从而达到减轻重量、增加使用寿命、提升性能等效果。

     

    由于3D打印技术对于产业界的革命性影响,各国均重视和鼓励3D打印这一新兴产业的发展。近年来全球3D打印产业产值以两位数的速度不断增长,2018年达到了97.95亿美元。

     

    我国的3D打印产业近5年来始终保持25%以上的增速,2018年我国的3D打印产业达到约319亿元的规模。由于相对传统加工技术,如数控机床加工或注塑成型加工具有突出的优势,《经济学人》杂志将3D打印技术比作第四次工业革命。

     

    整体现状

     

    1986年美国得克萨斯大学率先提出了选择性激光烧结专利技术(公开号:US4863538A),1989年美国3D系统公司的联合创始人Charles W. Hull提出了立体光刻专利技术(公开号:US4929402A),同年美国斯特拉特西斯公司率先提出了选择性熔融沉积技术(公开号:US5121329A),1994年麻省理工学院提出了三维印刷专利技术(公开号:US5340656A),以这些原始专利技术为起点,各类3D打印技术不断深入发展。

     

    美国是3D打印技术的起源地, 2010年前美国的3D打印专利申请量占据全球的近90%,绝大多数的重要专利申请人来自美国,比如惠普公司申请量达901件,通用电气478件,斯特拉特西斯公司345件、3D系统公司327件。近年来国内3D打印产业快速发展,3D打印技术专利申请量大幅增长,其中西安交通大学专利申请量达到347件,华南理工大学310件,华中科技大学236件,珠海天威飞马209件。

     

    由于3D打印技术存在着制造效率较低、可打印材料种类不多等现实问题,目前的3D打印技术还不能完全取代传统制造加工技术,市场对于3D打印进入了冷静观察期。然而,3D打印虽不能颠覆传统制造业,但可以助推传统制造业的转型升级,使传统行业焕发新的生机。。

    铸造企业大都依赖于传统的铸造模式,其中占用时间最长的是模具制造、制芯、造型等过程,这大大影响了产品的交付周期。

     

    宁夏共享集团是具有50年历史的铸造企业,近年来其在砂芯3D打印方面布局了约223件专利。宁夏共享集团在专利(公告号:CN104028711B)中,提出可以设置多个工作箱,某一工作箱位于打印工位时,铺粉器和打印头分别铺设粉末和喷射粘合剂进行3D打印,打印后转换其他工作箱与打印单元位置对应进行3D打印,之前进行的工作箱可进行清理工作,该方案节省了清理工作箱的时间,提高了设备的利用率。

     

    宁夏共享集团将3D打印砂芯模具应用到铸造生产线上,相比传统的铸造工艺,3D打印与铸造结合的生产线省去了模具制造环节,大大缩短了铸件交付周期,不仅使得铸造业不再是“傻大黑粗”的行业,更提升了市场竞争力,实现了产业转型升级。

     

    3D打印技术虽然目前还不能完全取代传统制造技术,但一方面可以借助3D打印技术压缩生产流程,降低制造成本,如省去模具制造环节或利用3D打印压缩模具制造环节周期;另一方面可以借助3D打印技术开发传统制造技术难以制造的新产品,开发新工艺,如常规技术难以制备的网格鞋底。相信随着3D打印技术深入开发,越来越多的传统行业会从中受益,实现转型升级。

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