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三、比較:3D打印區(qū)別于其他制造工藝有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?
相對(duì)于等材制造工藝與減材制造工藝,3D打印具有許多的優(yōu)勢(shì),已有很多文章進(jìn)行了詳細(xì)的分析與闡述。筆者認(rèn)為,相對(duì)于傳統(tǒng)的制造工藝,3D打印具有如下三個(gè)主要的優(yōu)勢(shì):
1. 設(shè)計(jì)空間。對(duì)于幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜物品(比如內(nèi)部有非常復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或空腔結(jié)構(gòu)的物品),傳統(tǒng)的制造工藝是無(wú)法進(jìn)行加工的,需要將物品進(jìn)行分解分別加工再組裝。而3D打印將物體分解成一層一層的2D區(qū)域,因此加工任意復(fù)雜的物體都沒(méi)有問(wèn)題,加工精度只是取決于打印機(jī)所能輸出的小材料顆粒。這是3D打印帶給我們大的優(yōu)勢(shì),能讓設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)任意復(fù)雜的幾何形狀,設(shè)計(jì)空間。正是這個(gè)優(yōu)勢(shì),給了我們?cè)趲缀卧O(shè)計(jì)與優(yōu)化方面大量需要解決的問(wèn)題,后面會(huì)詳述。
當(dāng)然,3D打印作為一項(xiàng)年輕的成型工藝,還存在著許多的不足,比如成型時(shí)間慢、精度低、材料種類(lèi)少 、無(wú)法大批量生產(chǎn)等。現(xiàn)階段3D打印的實(shí)際使用仍屬于快速成型范疇,即為企業(yè)在生產(chǎn)正式的產(chǎn)品前提供產(chǎn)品原型的制造,業(yè)內(nèi)也稱作手板。因此,3D打印成型工藝現(xiàn)階段是作為與傳統(tǒng)制造工藝互補(bǔ)的方式存在,要成為主流的生產(chǎn)制造技術(shù)還尚需時(shí)日。
以下簡(jiǎn)單介紹一些常用的3D打印材料(主要來(lái)自于Medtec),更詳細(xì)的資料可從網(wǎng)上獲取。
工程塑料指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料,是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。工程塑料是當(dāng)前應(yīng)用廣泛的一類(lèi)3D打印材料,常見(jiàn)的有ABS類(lèi)材料、PC類(lèi)材料、尼龍類(lèi)材料等。ABS材料是FDM(熔融沉積造型)快速成型工藝常用的熱塑性工程塑料,具有強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。