快速成形技術(shù)經(jīng)過30多年發(fā)展,在不同行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)制造痛點(diǎn)市場驅(qū)動(dòng)之下,從源頭方法創(chuàng)新到商業(yè)化運(yùn)營,再到各個(gè)行業(yè)應(yīng)用推廣,形成了產(chǎn)業(yè)鏈雛形。文中為進(jìn)一步揭示該技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用進(jìn)化過程,以鏈?zhǔn)絼?chuàng)新為目標(biāo),通過分析3D打印創(chuàng)新發(fā)展的技術(shù)內(nèi)核支撐邏輯,結(jié)合基礎(chǔ)3D打印產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)化動(dòng)態(tài),提出了3D打印產(chǎn)業(yè)鏈各階段的不同目標(biāo),剖析行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用關(guān)鍵。產(chǎn)業(yè)鏈上游為源于產(chǎn)品制造和市場需求的問題驅(qū)動(dòng)的科學(xué)技術(shù)研究與關(guān)鍵技術(shù)突破,分析了基于光固化AM原理所研發(fā)的七種前沿技術(shù)以及空間打印技術(shù),屬技術(shù)源頭創(chuàng)新;中游以不同工藝種類演化進(jìn)展為主線,分析了其可加工材科從非金屬高分子、陶瓷到金屬材料的拓展過程,并給出了3D打印工藝下典型材料的質(zhì)量精度和性能指標(biāo);下游從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新出發(fā),分析了3D打印新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)流程,引入增材拓?fù)鋬?yōu)化建模設(shè)計(jì)創(chuàng)新概念,以客戶對產(chǎn)品的剛性指標(biāo)開展設(shè)計(jì)研發(fā),重視客戶滿意度因素:質(zhì)量、周期、成本,從而實(shí)現(xiàn)工藝凍結(jié),產(chǎn)品量產(chǎn)。文中最后基于3D打印產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)絼?chuàng)新,從籌劃"備胎"保障產(chǎn)業(yè)運(yùn)行安全、針對產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),開展專業(yè)化合作協(xié)同等方面對促進(jìn)我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展給出了建議。 

【文章來源】：技術(shù)與創(chuàng)新管理. 2020,41(05)

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

3D打印產(chǎn)業(yè)鏈

根據(jù)《Wohlers Report 2020》,3D打印在應(yīng)用領(lǐng)域上來看,目前使用最多的行業(yè)是汽車工業(yè)[21],占比為16.4%如圖2所示。作為一項(xiàng)共性技術(shù),它的高速、批量生產(chǎn)能力、低成本及環(huán)保等優(yōu)勢,不僅在醫(yī)療領(lǐng)域有著成熟應(yīng)用,在航空航天、汽車工業(yè)、模具行業(yè)、綠色礦山開發(fā)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、生物醫(yī)療、微納制造、珠寶設(shè)計(jì)、游戲創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用。3D打印商業(yè)化運(yùn)營是以技術(shù)和材料消耗向客戶提供產(chǎn)品支撐,行業(yè)應(yīng)用客戶站在自己開發(fā)產(chǎn)品的角度,來評價(jià)3D打印對其貢獻(xiàn),看其能否降低原有技術(shù)路線風(fēng)險(xiǎn),因此質(zhì)量、周期、成本就成為客戶高度關(guān)注的指標(biāo)�？蛻魬�(yīng)用3D打印進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā),必須根據(jù)市場需求核定投資規(guī)模和產(chǎn)品定位,客戶開發(fā)產(chǎn)品建�？梢灶A(yù)設(shè)量產(chǎn)工藝,如采用傳統(tǒng)工藝制造數(shù)模凍結(jié)后,就可以依據(jù)材料類別和需求,選擇直接制造還是間接制造,進(jìn)而形成臺架實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)評價(jià),如果是汽車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā),通常必須經(jīng)歷“三高”測試;在有減重要求的開發(fā)中,今年針對增材和鑄造特點(diǎn),形成了滿足既定載荷的拓?fù)鋬?yōu)化再設(shè)計(jì)技術(shù),來實(shí)現(xiàn)減重目標(biāo),其創(chuàng)新關(guān)鍵是在凍結(jié)的模型基礎(chǔ)上深度再設(shè)計(jì)。

目前大量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造案例都先使用拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,之后運(yùn)用3D打印技術(shù)直接打印成型,或者與傳統(tǒng)鑄造工藝相結(jié)合,以打印后的產(chǎn)品作為鑄造用的模樣,已有很多成功案例投到實(shí)際生產(chǎn)之中。如通用汽車工程師通過Fusion 360中的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù),設(shè)計(jì)了一種經(jīng)過功能優(yōu)化的新型座椅支架,可將安全帶緊固件固定在座椅上,并將座椅固定在地板上。傳統(tǒng)座椅支架是由八部分焊接而成的盒形零件,通過拓?fù)鋬?yōu)化,前后對比如圖4所示。然后選擇由不銹鋼材料通過激光燒結(jié)增材制造技術(shù)打印出的零件,相比以前的座椅支架輕了40%,堅(jiān)固了20%,通過增材制造技術(shù)與拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的結(jié)合,使該公司有效地制造出復(fù)雜且獨(dú)特的零部件。圖4 拓?fù)鋬?yōu)化前后對比圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3263507