快速成型技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題探討

1、快速成型技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題探討    l 國(guó)內(nèi)快速成型技術(shù)的發(fā)展為了加快快速成型技術(shù)( RPM)在我國(guó)的發(fā)展，國(guó)家已組織實(shí)施了快速成型技術(shù)應(yīng)用研究和推廣服務(wù)工作。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)多所大學(xué)及公司幾年的努力，已經(jīng)研制開發(fā)出與國(guó)外SLA、LOM、SLS、FDM工藝相類似的一批設(shè)備。這些設(shè)備都是多種技術(shù)的集成，主要是為了提高RPM制作精度和可靠性，涉及工藝原理、工藝方法、溫度控制、激光及冷卻系統(tǒng)、精密機(jī)械傳動(dòng)等硬軟件方面。但RPM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還不十分廣泛，設(shè)備安裝臺(tái)數(shù)不多，目前僅限于大型企業(yè)。與國(guó)外相比，我們的RPM技術(shù)沒(méi)有得到充分的發(fā)展與應(yīng)用，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：(1

2、) RPM技術(shù)本身發(fā)展不夠成熟。該領(lǐng)域研究隊(duì)伍比較薄弱，資金投入有限，設(shè)備尚未完全達(dá)到商品化，成型材料急需國(guó)產(chǎn)化，與RPM技術(shù)配套的后續(xù)技術(shù)尚不完備。(2)未能有效地在企業(yè)中得到應(yīng)用。企業(yè)界對(duì)RPM技術(shù)重要性認(rèn)識(shí)不足，缺乏企業(yè)的有力支持，目前投入的研發(fā)資金幾乎都是由國(guó)家承擔(dān)，企業(yè)沒(méi)有發(fā)揮其主導(dǎo)作用。對(duì)于已引進(jìn)RPM設(shè)備的企業(yè)，也未能充分發(fā)揮其作用。由于目前的RPM設(shè)備價(jià)格太昂貴，因此廣大中小型企業(yè)很少能得到RPM提供的技術(shù)服務(wù)。(3)沒(méi)有建立發(fā)展RPM技術(shù)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理體系目前存在相當(dāng)多的“低水平重復(fù)”現(xiàn)象，使得有限的投入未能發(fā)揮更好的作用。尤其是在學(xué)、產(chǎn)、研結(jié)合方面力度不夠，影響科研成果的商

3、品化，直至產(chǎn)業(yè)化。2快速成型技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀快速成型技術(shù)一出現(xiàn)就取得了迅猛發(fā)展，在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車、航空航天、醫(yī)療、軍工、地理信息、藝術(shù)設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。單件快速制造，可以應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段或單件小批量制造這一特點(diǎn)決定了快速成型在產(chǎn)品創(chuàng)新中具有顯著作用?？梢哉f(shuō)越是創(chuàng)新快的地區(qū)，對(duì)快速成型的需求越強(qiáng)烈。快速成型市場(chǎng)中，美國(guó)和歐洲占據(jù)了70%多的裝機(jī)量，它們的許多產(chǎn)品都是在快速成型技術(shù)幫助下開發(fā)出來(lái)的。快速成型還可以與金屬鑄件結(jié)合，并且延伸到許多工業(yè)領(lǐng)域。比如，這一技術(shù)使首飾行業(yè)發(fā)生了巨大的變化。三維立體打印技術(shù)可以快速制造出極其精細(xì)、精確的珠寶樣式，這是傳統(tǒng)的手工加工技術(shù)所不能實(shí)

4、現(xiàn)的。有的珠寶商已經(jīng)用該技術(shù)訂制金飾?？焖俪尚图夹g(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用則是一個(gè)嶄新的方向。該技術(shù)可以制造手術(shù)方案所需的模型。例如，在加州大學(xué)洛杉磯分校，醫(yī)生曾遇到如何安全地給連體嬰兒做分離手術(shù)的問(wèn)題。這對(duì)雙胞胎出生時(shí)頭部相連，雖然大腦、動(dòng)脈是分開的，但頭部的靜脈血管卻相互交織，手術(shù)時(shí)需要將其分離。通過(guò)快速成型機(jī)，醫(yī)生們制造出嬰兒頭部動(dòng)靜脈血管的模型，從而提前制定出詳細(xì)的手術(shù)計(jì)劃。目前還有工程師與醫(yī)生合作，使用快速成型技術(shù)給患者定制骨骼替代物，幫助患者修復(fù)缺失的骨骼。新的研究方向甚至用三維打印機(jī)直接把細(xì)胞堆積出來(lái)，經(jīng)過(guò)體外培養(yǎng)去制造復(fù)雜的器官。3快速成型技術(shù)的發(fā)展前景廣闊快速成型技術(shù)雖然有美好的發(fā)展前

5、景，卻也面臨巨大挑戰(zhàn)。目前最大的難題是材料的物理與化學(xué)性能制約了工藝的實(shí)現(xiàn)。在成型材料上，目前主要是有機(jī)高分子材料，比如光固化樹脂、尼龍、蠟等。金屬材料直接成型是近十多年的研究熱點(diǎn)，正在逐漸轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用，但難點(diǎn)在于如何提高精度。由于市場(chǎng)需求的變化，快速成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在3個(gè)方面。首先是快速成型制造技術(shù)本身的發(fā)展趨勢(shì)。三維打印技術(shù)是國(guó)外近年來(lái)的發(fā)展熱點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價(jià)值。而金屬直接成型技術(shù)使得金屬結(jié)構(gòu)零件可以直接制造，不久就可以在工業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用?？焖俪尚图夹g(shù)進(jìn)一步的發(fā)展方向是陶瓷零件和復(fù)合材料的快速成型。以三維打印為代表的低成本快速成型技術(shù)會(huì)使制造產(chǎn)品越來(lái)越容易，也許有一

6、天制造一個(gè)物品就像我們現(xiàn)在使用打印機(jī)一樣方便，自己在家里就可以設(shè)計(jì)制造戒指、耳環(huán)，甚至假牙等，這將大大改變我們的生活方式，使得想象力得以實(shí)現(xiàn)，激發(fā)人們的創(chuàng)造力。在快速成型技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也會(huì)使仿制越來(lái)越容易，難免會(huì)產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。但是，如果制造技術(shù)非常容易，簡(jiǎn)單的仿制就沒(méi)有更多市場(chǎng)，人們會(huì)更加樂(lè)于進(jìn)行改進(jìn)，以求得自己的個(gè)性化，這樣就會(huì)使產(chǎn)品更加豐富多彩，每個(gè)人都會(huì)成為創(chuàng)造的主體。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，快速成型設(shè)備的成本越來(lái)越低，20年內(nèi)這一理想是有可能實(shí)現(xiàn)的。我們?cè)賮?lái)看快速成型應(yīng)用領(lǐng)域的拓展趨勢(shì)?？焖俪尚涂梢詾槠囆缕烽_發(fā)提供快捷的支撐技術(shù)，為人工定制化假體制造、三維組織支架制造提供有效的技術(shù)手段?？焖俪尚瓦€在向著創(chuàng)意設(shè)計(jì)、建筑模型制造、地理模型制造、航空航天器件制造等領(lǐng)域發(fā)展，為各行各業(yè)提供簡(jiǎn)單快捷的工具。在學(xué)術(shù)思想的發(fā)展趨勢(shì)方面，快速成型正從過(guò)去的