3D打印技术现状特点及发展趋势纸箱

目前在金属3D打印装备、技术研发方面，德国占据领先地位，涌现出诸如EOS、ConceptLaser、SLMSolutions等优秀企业。国内金属3D打印装备方面，近年来发展迅速，其技术主要依托国内高校及其衍生的公司，如北京航空航天大学、西北工业大学、华中科技大学、华南理工大学等。由于设备昂贵、技术难度高，核心的激光设备受制于人，因而目前国内的金属打印机更多的是功率小于400W的打印机，国外目前最高已做到1000W的打印机。受到市场、设备以及成本等因素的影响，目前国内金属3D打印研发制造商更多的是对这一领域进行布局，而非靠金属3D打印盈利。其主要盈利手段则更多地依赖高分子、覆膜砂等非金属材料打印机在教育、铸造等行业的应用。从目前状况看，工业3D打印机的竞争尚未真正开始，而从非金属领域的竞争向金属3D打印领域的竞争将是必然趋势。未来三至五年，3D打印行业的竞争将从桌面领域转向金属3D打印领域。未来，金属3D打印机的竞争主要集中在设备的稳定性、精密度、材料和价格方面。目前，制约3D金属打印的主要因素是：①加工效率。这种层层叠加、激光熔化的加工方式决定了加工效率相对较低，目前市面上的3D金属打印设备层厚约10~100μm之间，普遍的沉积率约3.8mm3/s；②表面粗糙度相对较差。目前的金属3D打印制品的粗糙度约为Ra10~50之间，类似于精密铸造后的表面状态。一般都需要后续的抛光处理，但对于内孔等复杂部位则相对困难；③金属打印装备及耗材价格昂贵，主流的250×250×325、400W激光器规格的设备，国产设备约需200~300万元，国外设备约需500~600万元；④机械性能。目前金属3D打印机加工的产品其机械性能约处于铸件和锻件之间，因而对一些关键零部件还需要进行后处理，如热等静压或热处理等。当前的技术进展趋势主要围绕提高效率和表面精度、降低成本等方面展开，德国ILT研究所(FraunhoferInstituteforLaserTechnology)已研发出大功率激光3D打印装备及工艺技术。该技术的核心理念是为了增加构建效率，采用小光束激光扫描零部件表面，从而获得质量较好的外观；采用大光束激光扫描内部，提升构建速度以及与表面层的结合。其次，还有一个研究热点是将3D打印同其它工艺结合起来，如3D打印结合热等静压，实现机械性能的大幅度提高，3D打印结合机器人或数控机床，提高其表面精度和粗糙度等。

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