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3D印刷:塑料工程师世界

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除非您已经离开电网,否则您最近可能听说过三维打印。这些技术从媒体,大企业,企业家,医生,艺术家甚至厨师这些日子都得到了相当的关注。虽然仍然很小,但3D打印产品和服务的市场快速增长,到2017年将达到全球60亿美元。
 

对于那些不熟悉这项技术的人来说,这是一个快速的背景...

三维打印机的功能类似于喷墨打印机 - 除了使用墨水在纸张上打印平面图像之外,它通常使用塑料或其他几种材料来构建物体,三维层。计算机辅助设计(CAD)软件或3-D扫描可使打印机精确地操纵塑料。

3-D打印是其中对象被层叠的“添加制造”的示例。添加剂制造通常不会产生浪费 - 这可以帮助控制成本并有助于可持续发展。

根据所使用的塑料或材料的类型,3-D打印机可以制造家具,医疗和牙科植入物,汽车零件,鞋类,珠宝,建筑材料,乐器 - 可能性几乎是无止境的。此外,打印机可以是移动的 - 它们可以在现场部署以构建房屋的组件或者在战场上快速创建救生设备。

说到类型材料,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),聚乳酸(PLA)和尼龙主要是用于3-D印刷的第一类材料,它们通常是最简单的。今天在三维打印中使用的塑料市场是整个塑料市场的一小部分,2012年仅为7.05亿美元,主要由北美(第一)和亚太(第二)主导。预计在2013年至2018年期间,年复合增长率将近20%。

那么谁现在在使用三维打印机呢?

3-D印刷与制造

今天的大部分技术都是企业和政府,特别是国防部门雇用的。它已经获得了很大的动力。事实上,2012年奥巴马总统创建了国家添加剂制造创新研究所,以“加速添加剂制造和三维打印技术,提高我们国家的全球制造业竞争力”。

昵称为“美国的”,这是一个以美军为首的公私合营伙伴,包括波音,洛克希德·马丁,GE,3M等公司,以及制造3D打印机的公司,如Stratasys和3-D系统公司 美国制造公司位于美国俄亥俄州的扬斯敦市,是美国生锈带的核心,也是一个非常雄心勃勃的议程:“帮助国内制造业恢复在全球经济中的重要地位”。

所有这一切转变美国制造业基础的有前途的演讲主要是基于三维打印/加工制造的两项工作:加速和降低制造成本,从喷气发动机到眼镜。它提供灵活性,更少的浪费和原型的容易性 - 任何制造商都希望的。

但是今天受到最多关注的应用程序,其中许多是由塑料制成的。一些例子:

医疗保健行业已采用三维技术制造个性化的髋关节植入物,牙冠,助听器,假肢等。例如,医生去年使用聚醚酮酮(或PEKK)来取代人类头骨的75%。专家最初分析和测量了患者的头部,然后印刷了新的塑料头骨,包括很少的表面细节,使其更容易附着和促进细胞生长。

3-D印刷和塑料在最新的“詹姆斯·邦德”电影“Skyfall”中发挥了关键作用。电影制作人员不用摧毁一个无价的阿斯顿·马丁,而是以三分之一的规模,甲基丙烯酸甲酯)(或PMMA)。由于模型车必须看起来真实,与工作门等,十八个塑料汽车零件“印刷”和组装几乎与过去几年相同。奥斯丁·马丁的模型几乎不可能与原来的区别 - 即使在近距离。

我们的战斗力对三维打印深感兴趣。例如,陆军已经开始在战区使用3-D打印机来快速创建所需的备件,或者为危及生命的情况提供现场解决方案。3-D打印机也用于前进位置,用于测试和创建新设备的塑料原型,极大地加快制造和交付。武器设计师正在使用3-D打印技术,大大降低成本和生产时间,并允许持续的设计更改,而无需重新组合。

桌面3D打印

与制造业形成对照的是,家庭前端的3D打印主要依然是爱好或艺术冒险,尽管随着行业的成熟,打印机的使用变得更加容易,价格更便宜。2012年只有35000“物美价廉”的打印机(即小于$ 5,000)为sold- 全球。

业务分析师预计这些“桌面”三维打印机的价格将继续下滑,随着意识,印刷速度和材料质量的提高,可能会刺激更广泛的主流消费者的兴趣。他们还期望塑料继续占据家用3-D印刷中使用的主要材料(通常称为长丝)。

现在,新的台式机器可以将一些旧塑料加工成新的长丝,因此3D打印爱好者甚至可以创建自己的原材料。

虽然台式机市场还很年轻,但有许多应用提出了这项技术的潜力,其中许多都是通过塑料制成的。一些例子:

在纽约市的2013年时装周期间,设计师和学生们使用三维打印机创建了一个由聚酯制成的裙子。他们使用柔软柔软的新型适应性细丝,它与模型的运动一起弯曲和移动,这是传统细丝材料的显着进步,通常在印刷后坚固坚硬。学生使用桌面三维打印机零售价为2,200美元,表明3-D打印具有允许时尚人士设计和制作自己定制服装的潜力。

在2013年11月,MakerBot公司推出了一项计划,即在美国各学校推出一台MakerBot桌面三维打印机。“公立学校教师可以在线注册,要求Replicator™2桌面三维打印机公司称其为打印机的“最佳,最安全,最一致的灯丝”的塑料长丝的计划和三个卷轴。一旦暴露于这种新技术,学生可能会想要更多的实际操作时间,而不是上学时间,这可能会增加销售和使用3-D打印机和相关的塑料细丝。

随着桌面3-D打印的发展,CAD软件,3-D扫描仪和其他技术已经爆发,使个人能够在自己的家中创造独特的个性化设计和产品。爸爸可以为玩具火车创造零件,艺术家可以创造独特的雕塑,自己动手可以创建定制的设备/适配器/电子持有人,狡猾的人可以创建个性化的首饰和配件等等。

一名父亲甚至为自己的十二岁的儿子创造了一个“机器人”的手,他从出生以来一直在他的左手缺少手指 - 使用捐赠的设计,借用的三维打印机,只有十二美元的塑料。

如果您考虑这些问题,这些早期采用台式机3D打印技术的公司涉及塑料制品的加工,设计,开发和制造。嗯...听起来很像塑料工程。那么桌面三维打印机的广泛应用将会创造出一个充满塑料工程师的世界?

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