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盘点3D打印在美国五大行业的最新发展应用(多图)

发布于:2019-08-01 10:54编辑:dede58.com 作者:dede58.com点击:

  从2012年4月英国《经济学人》杂志封面报道《3D打印推动第三次工业革命》后,3D增材制造技术迅速在全球升温。随后,奥巴马政府为振兴美国制造业推出了设立15个制造业创新中心计划,2012年8月,3D增材制造创新中心成为美国首家获批设立的中心。此后,3D打印技术在美国各行业遍地开花,发展迅猛,应用广泛。下面OFweek工控网编辑就为你盘点一下3D打印技术在美国五大行业的最新应用发展。

  医疗行业

  Stratasys公司是全球3D打印的领先企业,专注于生产用于原型制作和直接制造的多个系列的3D打印机和打印材料。在体外医疗器械尤其是骨科和齿科领域,Stratasys已经有多款产品,他们能做到用不同的材料(包括FDM热塑性塑料和PolyJet光敏聚合物)模拟人体器官,外观更逼真且具备真实器官的密度和质感,从而帮助外科医生了解肝脏和肾脏等内部结构。

  该公司大中华区总经理汪祥艮对记者表示,Stratasys的3D打印业务近年迅猛增长,2013年第四季度的非GAAP(非会计准则)总收益较2012年同比增长达61.6%。而今公司已看到3D打印医疗行业的应用优势以及未来的增长趋势,并已加大投入,进一步发展该技术在医疗行业的应用。

  美国另一家公司Organovo是当前3D生物打印领域的先驱。该公司商业运作执行副总裁MikeRenard称,他们用3D打印技术培养的人体肝脏组织,已经被用于毒理预测学和疾病建模,第一个正式商用发布计划在2014年底进行,届时将通过提供首个他们培养的人类肝脏组织样本,来扩大该技术的推广。我们相信,(3D打印)组织工程学(应用)具有重塑全球药物和医疗领域的潜力。MikeRenard说表示,目前3D生物打印能为测试新药的测试者提供更好样本、更好地理解疾病发展来帮助药物确定新目标,在培养组织时将病人自己患病细胞更好地进行融合从而作为开发个性化治疗方法的基础。

  电子行业

  来自斯坦福大学的研学生阿历克斯贾伊斯(AlexJais)、马纳尔迪亚(ManalDia)和罗翰马赫什沃瑞(RohanMaheshwari)开发出了一种新型3D打印机配件RabbitProto,它不光可以打印出电子产品模型,还可以将其内部的电路打印出来,这种新型技术让3D打印完整电子产品成为现实。

  RabbitProto将传统3D打印机的塑料喷头更换成了导电材料喷头,因此它可以打印出能正常使用的电路板。RabbitProto打印电路板如同拼图,先把各部分打印出来,然后连接,功能完好的电路板出来了。我们的技术能够让3D打印机打印出导电材料。这些导电材料可以嵌入3D模型中,并随同3D打印进程一同打印出来。参与RabbitProto项目的贾伊斯表示。

  RabbitProto能够让设计师和制造商加速其工艺成型和创作过程:只需要点击鼠标就可以打印出计算机设计和交互原型等。

  制造行业

  2013年5月6日,美国支持3D打印枪械的非营利团体分布式防御称,世界第一柄3D打印塑料手枪已制作并测试成功,该团体曾将部分设计蓝图上传至网络供人们随意下载,后被政府要求将资料删除,3D打印的手枪因为可在理论上避过金属探测而一度引发全球关注。继3D打印塑料枪支引发广泛争议后,11月,美国得克萨斯州一家仪器公司宣布用金属粉末成功制造并测试了世界上第一支3D打印金属枪,且枪械专家已使用该枪试射50发子弹,射击距离超过27米。

  而在今年,美国通用电气公司也就是GE公司的技术人员正在开发一款最新的増材制造技术。GE公司在俄亥俄州拥有一座完全采用增材技术的制造工厂,专注于开发和扩展在新型合金、工艺和零件在增材制造领域的应用。

  据GE公司内部人员透露,公司将会在今年年中时候,在印度开始第一家制造工厂的正式运营,这座工厂位于印度的Pune,占地面积68英亩,该工厂将会进行一系列的多元化项目制造,比如发动机、涡轮以及这些产品零部件的3D打印制造。

  建筑行业

  5月12日消息,据媒体报道,NASA与美国南加州大学合作,最新研发出轮廓工艺3D打印技术,24小时内就可以印出大约232平方米的两层楼房子。据称,该技术让人类在移民月球或火星后有巨大帮助,可以就地取材,快速打印出外星屋。

  据轮廓工艺项目负责人比赫洛克霍什内维斯教授介绍,轮廓工艺其实就是一个超级打印机器人,其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机,两边是轨道,而中间的横梁则是打印头,横梁可以上下前后移动,进行X轴和Y轴的打印工作,然后一层层地将房子打印出来。

  轮廓工艺全程由电脑程序操控,工作速度非常快,24小时之内能打印出一栋两层楼高、2500平方英尺的房子。轮廓工艺3D打印技术已可以用水泥混凝土为材料,按照设计图的预先设计,用3D打印机喷嘴喷出高密度、高性能混凝土,逐层打印出墙壁和隔间、装饰等,再用机械手臂完成整座房子的基本架构。

  据介绍,轮廓工艺机器人打印出来的墙壁是空心的,节省建筑材料,质量更轻,但强度系数约为10000psi远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%-25%的资金、25%-30%的材料和45%到55%的人工。轮廓工艺使用的能源会更少,排放更少的二氧化碳,更加环保。

  航空工业

  对于外太空的3D打印技术能力一直是美国宇航局的主要工作目标之一。此前,美国航空航天局(NASA)已经成功测试了首个使用3D打印技术制造的火箭引擎组件。并且,将其制造的火箭发动机喷嘴进行了一系列高压燃烧试验,包括了液氧与氢气喷燃等,结果证明这种3D打印出来的零件完全符合需求。此外,NASA还资助了一个名为SpiderFab的项目希望借此能找到3D打印航天飞机内部部件的方法。

  近日NASA又发起了另一项工程,他们计划投资12.5万美金,来打造小型企业创新研究以及小企业技术转移等项目,并且由MadeinSpace来运营,从而进一步开发由NASA牵头的外太空回收二手3D打印塑料设备的计划。

  除了官方行动之外,民间方面,美国洛克希德马丁公司已经与Stratasys下属的RedEye公司合作,利用3D打印技术为卫星制造出2个大型油箱模型。油箱长度为15英尺,此项目是此前空间项目中最大的3D打印部件之一。

  2个油箱中较大的油箱由10个不同的块组成,较小油箱由6个不同的块组成,采用Fortus900mcs3D打印机,利用聚碳酸酯材料打印而成,之后再结合到一起。油箱打印工作耗时近两周,每块打印时间约为150个小时。由于这些油箱是圆形的,并且很重,RedEye公司只能采用一种方式将这些不同的块成功组装成油箱,即制造定制的夹具固定这些块,然后将其融合到一起。在经过几个小时将每块焊接到一起后,RedEye公司再打磨油箱接缝和表面。所有的块加工完成之后,最后的组装需要耗时240小时。

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