3D印刷:塑料工程師世界
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除非您已經離開電網,否則您最近可能聽說過三維打印。這些技術從媒體,大企業,企業家,醫生,藝術家甚至廚師這些日子都得到了相當的關注。雖然仍然很小,但3D打印產品和服務的市場快速增長,到2017年將達到全球60億美元。
對于那些不熟悉這項技術的人來說,這是一個快速的背景...
三維打印機的功能類似于噴墨打印機 - 除了使用墨水在紙張上打印平面圖像之外,它通常使用塑料或其他幾種材料來構建物體,三維層。計算機輔助設計(CAD)軟件或3-D掃描可使打印機精確地操縱塑料。
3-D打印是其中對象被層疊的“添加制造”的示例。添加劑制造通常不會產生浪費 - 這可以幫助控制成本并有助于可持續發展。
根據所使用的塑料或材料的類型,3-D打印機可以制造家具,醫療和牙科植入物,汽車零件,鞋類,珠寶,建筑材料,樂器 - 可能性幾乎是無止境的。此外,打印機可以是移動的 - 它們可以在現場部署以構建房屋的組件或者在戰場上快速創建救生設備。
說到類型材料,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),聚乳酸(PLA)和尼龍主要是用于3-D印刷的第一類材料,它們通常是最簡單的。今天在三維打印中使用的塑料市場是整個塑料市場的一小部分,2012年僅為7.05億美元,主要由北美(第一)和亞太(第二)主導。預計在2013年至2018年期間,年復合增長率將近20%。
那么誰現在在使用三維打印機呢?
3-D印刷與制造
今天的大部分技術都是企業和政府,特別是國防部門雇用的。它已經獲得了很大的動力。事實上,2012年奧巴馬總統創建了國家添加劑制造創新研究所,以“加速添加劑制造和三維打印技術,提高我們國家的全球制造業競爭力”。
昵稱為“美國的”,這是一個以美軍為首的公私合營伙伴,包括波音,洛克希德·馬丁,GE,3M等公司,以及制造3D打印機的公司,如Stratasys和3-D系統公司 美國制造公司位于美國俄亥俄州的揚斯敦市,是美國生銹帶的核心,也是一個非常雄心勃勃的議程:“幫助國內制造業恢復在全球經濟中的重要地位”。
所有這一切轉變美國制造業基礎的有前途的演講主要是基于三維打印/加工制造的兩項工作:加速和降低制造成本,從噴氣發動機到眼鏡。它提供靈活性,更少的浪費和原型的容易性 - 任何制造商都希望的。
但是今天受到最多關注的應用程序,其中許多是由塑料制成的。一些例子:
醫療保健行業已采用三維技術制造個性化的髖關節植入物,牙冠,助聽器,假肢等。例如,醫生去年使用聚醚酮酮(或PEKK)來取代人類頭骨的75%。專家最初分析和測量了患者的頭部,然后印刷了新的塑料頭骨,包括很少的表面細節,使其更容易附著和促進細胞生長。
3-D印刷和塑料在最新的“詹姆斯·邦德”電影“Skyfall”中發揮了關鍵作用。電影制作人員不用摧毀一個無價的阿斯頓·馬丁,而是以三分之一的規模,甲基丙烯酸甲酯)(或PMMA)。由于模型車必須看起來真實,與工作門等,十八個塑料汽車零件“印刷”和組裝幾乎與過去幾年相同。奧斯丁·馬丁的模型幾乎不可能與原來的區別 - 即使在近距離。
我們的戰斗力對三維打印深感興趣。例如,陸軍已經開始在戰區使用3-D打印機來快速創建所需的備件,或者為危及生命的情況提供現場解決方案。3-D打印機也用于前進位置,用于測試和創建新設備的塑料原型,極大地加快制造和交付。武器設計師正在使用3-D打印技術,大大降低成本和生產時間,并允許持續的設計更改,而無需重新組合。
桌面3D打印
與制造業形成對照的是,家庭前端的3D打印主要依然是愛好或藝術冒險,盡管隨著行業的成熟,打印機的使用變得更加容易,價格更便宜。2012年只有35000“物美價廉”的打印機(即小于$ 5,000)為sold- 全球。
業務分析師預計這些“桌面”三維打印機的價格將繼續下滑,隨著意識,印刷速度和材料質量的提高,可能會刺激更廣泛的主流消費者的興趣。他們還期望塑料繼續占據家用3-D印刷中使用的主要材料(通常稱為長絲)。
現在,新的臺式機器可以將一些舊塑料加工成新的長絲,因此3D打印愛好者甚至可以創建自己的原材料。
雖然臺式機市場還很年輕,但有許多應用提出了這項技術的潛力,其中許多都是通過塑料制成的。一些例子:
在紐約市的2013年時裝周期間,設計師和學生們使用三維打印機創建了一個由聚酯制成的裙子。他們使用柔軟柔軟的新型適應性細絲,它與模型的運動一起彎曲和移動,這是傳統細絲材料的顯著進步,通常在印刷后堅固堅硬。學生使用桌面三維打印機零售價為2,200美元,表明3-D打印具有允許時尚人士設計和制作自己定制服裝的潛力。
在2013年11月,MakerBot公司推出了一項計劃,即在美國各學校推出一臺MakerBot桌面三維打印機。“公立學校教師可以在線注冊,要求Replicator™2桌面三維打印機公司稱其為打印機的“最佳,最安全,最一致的燈絲”的塑料長絲的計劃和三個卷軸。一旦暴露于這種新技術,學生可能會想要更多的實際操作時間,而不是上學時間,這可能會增加銷售和使用3-D打印機和相關的塑料細絲。
隨著桌面3-D打印的發展,CAD軟件,3-D掃描儀和其他技術已經爆發,使個人能夠在自己的家中創造獨特的個性化設計和產品。爸爸可以為玩具火車創造零件,藝術家可以創造獨特的雕塑,自己動手可以創建定制的設備/適配器/電子持有人,狡猾的人可以創建個性化的首飾和配件等等。
一名父親甚至為自己的十二歲的兒子創造了一個“機器人”的手,他從出生以來一直在他的左手缺少手指 - 使用捐贈的設計,借用的三維打印機,只有十二美元的塑料。
如果您考慮這些問題,這些早期采用臺式機3D打印技術的公司涉及塑料制品的加工,設計,開發和制造。嗯...聽起來很像塑料工程。那么桌面三維打印機的廣泛應用將會創造出一個充滿塑料工程師的世界?

