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        第1問:3D打印比數控機床有哪些優勢?

        這是速加網出品『機械加工100問』的第1問

        今天想和大家分享的主題是:3D打印比數控機床有哪些優勢?

        1.3D打印

        3D打印這個技術,早在19世紀就被提出,并不是新鮮的概念。其發展主要取決于材料的進步。

        日常的打印機:是將一層墨水噴到紙的表面,形成二維圖像。

        3D打印:是“從下到上”一層一層堆疊,從噴頭出來的粉末微粒,不斷在粘合劑的作用下被固化。(這里還有很多種材料和成型技術,像“激光燒結”“噴墨”“熔積成型”等,材料有液體的,有線材,也有固體粉末)。

        這種通過不斷的增加材料然后固化成型,來得到想要的東西,也就是所謂的增材制造。你可以把它想象成蓋房子。

        2.cnc加工

        CNC是(Computer numerical Control)的縮寫,其意思是:計算機數字控制。而數控機床只是其中的一種。數控機床可以加工復雜,精密,各式各樣的零件。它是利用計算機指定的程序,通過削,銑等步驟剔除多余材料,來達到最終產品,也是典型的減材制造。你可以把她想象成雕刻藝術品。

        3.今天主要來分享下3d打印的優勢:

        優點1:不浪費

        因為是增材制造,不會有多余的廢料產生,比起CNC更加節省材料。

        3D打印好比蓋房子:前期算好用料,比本不會有多余的磚頭,水泥。即使有,下次還能用。

        CNC加工好比雕刻:準備一塊木頭,一頓雕刻,最后多出很多木屑,木屑基本不能再用,造成浪費。

        優點2:制作手板速度快

        打印一個手板,從開機到成品往往只需要數小時就能完成,研發周期大大縮短。不需要開模,可直接快速打印原型,成本大大減低。在尺寸精度上也可滿足工業級裝配要求,塑料樣件尺寸精度可達±0.1mm,金屬樣件尺寸精度可達±20μm;

        優點3:靈活度高

        3d打印在加工零件的結構上,有更大的發揮空間。

        3D打印好比蓋房子,在加工結構復雜的零件時,有天生的優勢。

        例一:比如說鏤空件,顧名思義就是有很多孔,很多槽的復雜零件。下圖是一個模型,有很多孔,如果選擇CNC加工,夾具夾哪里?各個孔位尺寸多少?深度多少?各種問題,想一想簡直頭皮發麻!

        例二:多曲面,多直角,斜角的零件。大概5個月前,當時速加網為某高校解決一個研發課題所需零件。其零件為正方形,厚度較薄,含四個正方形格子,每個都是盲孔,角度都要達到90,因為這些正方形格子還要裝配其他零件,所以不接受R角。為此:經過溝通,速加網為客戶確定用3D打印的方案來加工零件。因為沒辦法用CNC來做。上圖分析一下:

        優點4:后處理簡單

        3D打印的后處理相對來說簡單很多:打磨拋光或表面噴砂就可以,花費時間更少。CNC后處理要考慮的問題就多了:材料的性質,結構形狀,尺寸大小等等。

        3D打印在未來能涉及更多領域

        醫學領域:3D打印骨頭,器官,血管等;有些已經應用到臨床醫學上,并取得不錯的效果。例如:3D打印出可以打印將外部聲音傳輸到耳蝸神經的聽小骨,來幫助聽力障礙者,即使在沒有助聽器的情況下也能聽到聲音 。

        航天領域:風洞試驗是航天飛機必不可少的重要環節,過程中需要的零部件精度要求高,形狀復雜,還要符合流線型特性,3D打印可以發揮很大的作用,制造這些零件。

        電子領域:隨著3D打印的發展,國外研究員利用微立體光刻技術,可以讓毫米級聚合物由背離子性液體制作而成。這種技術可以讓工程師用來打印導電電子零部件。

        建筑領域 :

        我國近兩年也興起3D建房熱潮。前段時間《天天向上》節目中,就邀請了兩位嘉賓,據介紹只需要幾個小時就可以打印出人類想要的房子。而打印的原理是,利用回收的材料做成打印時所需要的油墨,只要自己有構思的形狀,機器都可以打印出來。

        以上是從常見的幾個方面和大家做簡單分享,3D打印和數控加工相比也有短板。不然cnc早就被取代了,為什么機床到現在還是“工業之母”?這個問題,就交給看官老爺們來補充吧,評論區見!

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