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3D打印产品和传统制造产品的差距
点击:521    发布时间:2019-01-08

近年来广受大众所了解的3D打印技术,一种印象是铺上一层神秘面纱的称之为黑科技,另一种印象是见到最多也是最广的FDM的桌面级打印机则称3D只是玩具,没啥大的用途。之所会这样,也是因为3D打印处于行业发展的两个极端,一方面是想要通过推广价格低廉的和大众接触更近一点的FDM工艺桌面级打印机,因此大众接触最多的也就是3D打印桌面级的机器和产品。这就造成3D打印工业级的打印机打印出来的产品精度和产品性能,很少被消费者所熟知。所以也造成3D打印目前在大众的眼中还只是玩具,而并非能够有太大的发挥空间的想法。另一方面是高精尖的航空航天、国防军工企业的应用上,因为3D打印的成型工艺不同设备的造价和使用成本的不同,金属类高端设备目前普罗大众几乎没有机会了解和接触到,因此这也给大众一个神秘的面纱印象。当然这其中还有一种,离群众最近但也似乎有点远的应用就是工业方面的应用。作为消费者是很少有机会去了解和熟悉工业级3d打印机在制作产品过程中的所有环节,这使得3D打印又有一种似近似远的感觉。


毕竟3D打印行业还属于发展的初始阶段,整个行业也在摸索未来的应用方向及整体的商业发展模式。基于此,就工业方面的产品制作与传统行业产品的制作方面做一个简单的对比和分析。
日常生活当中咱们接触最多的产品的材料基本由塑料和金属两种材料构成,下面就从这两种材料制作的产品来进行分析和对比。
一、首先我们说传统制造
大部分咱们日常生活中使用的物件,不管是塑料还是金属都是通过开具模具进行大批量制造,其中使用的材料也是根据传统制造过程中的注塑、锻造、铸造、复模等工艺制作而成。
塑料产品:
塑料的批量制作工艺一般是注塑、复模,不管是注塑还是复模,都是非常成熟的制作工艺。注塑拥有几十年的成熟发展历史,上下游的产业链非常完善各种材料的注塑工艺也都非常成熟。市场应用需求非常的广泛,因此衍生出非常多的材料以满足我们日常生活的需要。注塑的材料,可以通过添加例如粘合剂、避光剂及混合其它材料来调节材料的综合性能以制作成各式各样的生活用品。产品制作出来之后需要进行上色、电镀、水贴、喷光油等等后期处理工艺进行加工处理,处理完成才能作为最终产品交付消费者进行使用。
综合而言,传统制造工艺中的塑料物品因为材料丰富,制作工艺完善及产业链条完整,所以目前制作成本最低,综合性能最优。
金属加工厂:


金属物件批量制作工艺一般是铸造、锻造、切削加工等方式。铸造和人工锻造都拥有几千年的工艺历史,而机器锻造和切削加工(CNC)工艺也同样拥有几十年的发展历史。配合传统制作工艺的金属材料形态有粉末状和块状,同时配合产品需要的性能拥有完善的配套产业链,各种后期加工处理工艺非常完善。通过传统制作工艺制作出来的金属物件,在日常生活中应用极为广泛。
综合而言,传统工艺中金属物品因历史悠久、工艺成熟、配套产业链条及各种后加工处理工艺的成熟,制作成本低廉,性能优良。

二、再来说说3D打印
3D打印的产品目前在产品原型和产品小批量制作及复杂产品的制作中发挥了比较大的优势,但目前大部分的产品还无法直接当做零件使用。3D打印目前应用较为广泛的工艺有:FDM、SLA、SLS、SLM等。
塑料产品:
塑料产品的3D打印制作主要工艺是:FDM(熔融沉积成型)、SLA(立体光固化成型)、SLS(激光烧结成型)。目前支持打印的材料主要有:PLA、光敏树脂、尼龙、尼龙加玻纤、ABS等,市面上也出现了如PE、PP等材料但应用还不够成熟。3D打印的塑料材料目前是直接通过3D打印出来之后,进行后期加工处理,后处理工艺。这传统制造的产品的处理方式大同小异。但因为成型工艺不同,制作出来的大部分塑料产品与传统制造的产品相却甚远,大部分都没法直接进行使用。但3D打印的塑料零件因为其精度高,制作迅速等优点因此逐步取缔传统原型产品制作工艺。随时市场的逐步扩大,未来将会出现越来越多的塑料材料。
综合而言,目前3D打印的塑料产品在性能上还远不及传统制作工艺制造的产品;但因为其精度高,制造快,成本低的优点,目前将和传统制造形成良好的配合。
金属产品:


三、3D打印到底离传统制造有多远
通过上述的简单介绍,咱们了解到传统和3D打印制造各自的优劣。我们得知3D打印产品因为技术本身和材料的限制,导致大部分的产品无法达到传统制作的产品的性能,因此在材料种类和工艺水平上与传统制造产品存在非常大的差距。整体而言,目前3D打印行业距离传统制造的产品主要有两点:材料种类和工艺水平。
1、材料种类:
材料种类主要是3D打印方面的材料目前应用的还非常有限,而传统制造的使用的材料有成千上万种之多。这一方面也使得目前3D行业的应用不广泛,还远不能达到传统制造产品直接应用到日常生活中的要求。目前应用最为广泛的材料是PLA和光敏树脂,两种材料相对而言应用的空间非常有限。传统材料则不同,生活中成千上万的商品基本上都是由不同的材质或者材料之间混合调配制作而成的,极大了满足了生活之中的需要。
目前随着3D打印行业的发展,越来越多的3D打印材料被研发出来,行业内也在做越来越多材料的应用尝试。我们相信未来材料上面毕定会出现非常大的突破,未来的材料也将成千上万种,可以满足成千上万种的产品性能要求。
2、工艺水平:
工艺水平主要体现在传统制造各项工艺都比较纯熟,各种产业链条也比较完善,后处理工艺及各项设备设施完善,材料价格也比较低廉,因此可以方便快速的大批量制作出性能优良的产品。综合而言目前传统制造的生产性价比最高。而3D打印行业目前行业也属于发展的初期,发展的年限比较短,技术本身的工艺还有非常多值得提升和挖掘的空间。尤其是产业链条还不完善,配套的设备设施也不够齐全,人才方面也比较欠缺。3D打印行业工艺成熟还需要一个漫长的发展过程,在这个过程会逐步的完善的产业链条,这必将带动生产方式的调整。这一切,只是时间的问题。
综合以上的分析,咱们可以预测在不远的将来3D打印产品必将向传统工艺制造的产品一样,可以直接应用到我们日常生活当中。3D打印行业通过不断地产业链完善和工艺水平革新必将给人类的生活方式带来巨大的改变。