社区

$3D系统(DDD)$ 4.1传统制造产业的危机根据1956年联合国《人口老龄化及其社会经济后果》确定的划分标准，当一个国家或地区65岁及以上老年人口数量占总人口比例超过7%时，则意味着这个国家或地区进入老龄化。2010年中国人口普查结果中，60岁及以上人口占13.26%，比2000年人口普查上升2.93个百分点，其中65岁及以上人口占8.87%，比2000年人口普查上升1.91个百分点[4]。 随着中国人口老龄化的加剧，中国劳动力数量下降，加上计划生育的政策，人口红利逐渐消失，劳动力的不足已经开始影响到主要做OEM代工生产的中国制造业的发展，加上人民币升值不断，现在高昂的劳动力已经开始排斥国外资金介入，美国等发达国家的制造业开始授权到东南亚国家进行制造，中国劳动力成本与其相比，优势已经逐渐下降。[5]所以中国制造业发展需要得到重视，中国主导了20世纪的制造工业（标准化大规模生产），但人口红利褪减，产业升级、个性化和定制化的制造业将是中国继续主导制造业的必经之路，而3D打印技术的普及和推动将不容忽视。利好的消息是，《**中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确：坚持计划生育的基本国策，启动实施一方是独生子女的夫妇可生育两个孩子的政策，也就是放开二胎的政策，将在未来继续保持中国劳动力数量，3D打印技术并不会削减劳动力人手，相反，在规模化生产制造业的迁移到劳动力更低的东南亚国家之际，中国要抓紧机会大力发展3D打印技术，升级制造业、增加劳动力才是对抗发达国家OEM迁移到东南亚的重要办法。4.2 3D打印技术相对于传统制造的优势本人曾经到一间制造塑料环保袋和手机壳的工厂里进行调查，实体店产品的经营里由制造到销售的原理是这样的：（1）产品达到一定的流行程度，也可以说是爆款，制造的数量必须要大，制造商才愿意制造。（2）产品达到一定的流行程度才会有零售商愿意进化销售。（3）产品具有一

$3D系统(DDD)$ 3D打印技术的应用3 D打印最初是为快速原型的目的发展的，制造一个或两个物理样品。它使设计人员能够快速识别和低成本地纠正设计上的缺陷，从而加快产品开发流程，并尽量减少商业风险。根据业务分析师CSC ，快速制造原型仍然是3D技术的最大的商业应用，占了约70％3D打印市场。无论如何，3D打印技术的精度和速度，以及用于打印材料的质量上的改进，促使了一些商业部门使用的3D打印在他们的研究与发展实验室并将其纳入自己的生产策略。汽车和航空航天领域，3D印刷的飞机部件是比传统机械零件轻65％，但强如传统的机械零件，飞机重量的减少能保留较庞大的储蓄，并减少碳排放。对于重量每1公斤减少，航空公司节省在飞机的生活燃料成本大约超过35,000美元。它可用于制造各种各样材料，由金属材料到塑料，包括复合材料 ，并且是更快，更高效率的生产。它使用较少的原材料生产的部件的重量更轻，更复杂和强。 医学领域，医学也许是最令人兴奋的领域之一的应用。除了使用的3 D打印生产假肢和助听器，它是被部署到具有挑战性的医疗条件的治疗，并推动医学研究，包括在该地区再生医学。在这一领域的快速突破令人肃然起敬。 2012年2月，借助的3 D打印机帮助，医生和工程师在哈瑟尔特大学成功地为一个具有慢性骨骼疾病的83岁的女子进行了世界上第一个病人的颌骨移植的具体修复。 在快速制造领域，在快速成型技术的进步已经出台适当材料进行最后的制造，反过来促使直接制造成品的可能性。3D打印技术快速制造一个优点，是能相对廉价地生产小数量的部件。大规模定制：公司已经建立了服务，消费者可以使用简化网页，基于自定义对象定制的软件，和下令所产生的项目为3D打印的唯一对象。现在允许消费者对自己的移动电话创建自定义的设计，诺基亚已经发布了3D设计，它的情况下使机主可以定制自己的手机壳，并用3D打印。 [3]

$3D系统(DDD)$不同的技术被在3D打印技术，其中一些如下所述：（1）立体光刻技术：液态光敏聚合物暴露于紫外光，即会凝固，以建立三维模型。低功耗高聚焦的紫外激光描绘出的第一层，固化模型横截面液体的同时留下超出区域的液体。接着，一个电梯逐渐降低平台到液体聚合物。扫频仪重新图1 立体光刻技术给凝固层添上液体，且激光器第二层顶部上描绘出最新一层。这个过程不断被重复，直到其完成原型。原型件精度高，零件强度和硬度好，可制出形状特别复杂的空心零件，生产的模型柔性化好，可随意拆装，是间接制模的理想方法。缺点是需要支撑，树脂收缩会导致精度下降，另外光固化树脂有一定的毒性而不符合绿色制造发展趋势等。所述的技术如图1所示。 （2）分层实体制造：LOM(Laminated Object Manufacturing)工艺或称为叠层实体制造，其工艺原理是根据零件分层几何信息切割箔材和纸等，将所获得的层片粘接成三维实体。其工艺过程是：首先铺上一层箔材，然后用CO，激光在计算机控制下切出本层轮廓，非零件部分全部切碎以便于去除。当本层完成后，再铺上一层箔材，用滚子碾压并加热，以固化黏结剂，使新铺上的一层牢固地粘接在已成形体上，再切割该层的轮廓，如此反复直到加工完毕，最后去除切碎部分以得到完整的零件。该工艺的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。（3）选择性激光烧结：所述的技术在图2中所示，SLS(Selective Laser Sintering)工艺，常采用的材料有金属、陶瓷、ABS塑料等材料的粉末作为成形图2 选择性烧结技术材料。其工艺过程是：先在工作台上铺上一层粉末，在计算机控制下用激光束有选择地进行烧结(零件的空心部分不烧结，仍为粉末材料)，被烧结部分便固化在一起构成零件的实心部分。一层完成后再进行下一层，新一层与其上一层被牢牢地烧结在一

$3D系统(DDD)$3D打印的基本过程定义并简化了以下5个步骤：（1）CAD模型创建：首先要采用计算机辅助设计建模（ CAD）软件程序包，构建对象。实体建模工具，如Pro / ENGINEER的，比线框建模工具AutoCAD，往往呈现3D物体更准确，产生更好的结果。该设计人员可以使用预先存在的CAD文件或不妨创建一个明确的原型设计。所有的快速成型技术中，这过程是相同的。（2）转换为STL格式：各种CAD软件包使用了许多不同的算法来代表实体对象。为了建立一致性，STL （立体光刻）格式已被采纳为快速成型制造行业的标准格式。第二工序，因此，是对CAD文件转换成STL格式。 （3）切片STL文件：提前加工计划准备要建的STL文件。几个程序是可用的，并且大多数允许用户调整模型的大小，位置和方向。前处理软件切片STL模型成多个层从0.01mm到0.7mm厚的，取决于生成的技术。该程序可能会还产生一个辅助结构，以支持在生成过程中的模型。这种功能可以制造有用的细节，如内部腔体，和薄壁部分。每个快速成型机器生产厂家都会提供自己拥有的预处理软件的。（4）一层一层地构造：第四步是该部分的实际施工。使用其中的一个技术（在下一节描述）快速成型机器利用聚合物，纸，或金属粉末，能一次形成一层。大多数机器都是相当独立的，很少需要人工干预。 （5）清洁和表面处理：最后一步是后处理。这涉及从取出原型机和分离所有辅助支架。一些感光材料需要使用之前完全固化。机器也可能需要轻微的清洗和表面处理。打磨，密封模型将改善其外观和耐久性。

$3D系统(DDD)$ 3D打印技术的诞生可以追溯到1976年，即喷墨打印机的发明的时候。1984年，打印概念的演变的进步，由当初从印刷油墨到现在打印科技材料。在此后的几十年里，各种各样的应用三维打印技术已经发展跨越多个行业。随着其所有最近的头条新闻和技术上的飞跃，感觉增材制造好像是一个非常新的领域。但事实上，自从在1986年霍尔和他的3D Systems公司发明了立体光刻（STL）成型技术， 3D打印技术在实验室和市场就开始慢慢地进步着。在27年以来，增材制造已经从霍尔原始概念演变到一个蓬勃发展，多元化收集和技术，“归入了3D打印的保护伞里头。这些包括熔融沉积造型，喷墨印刷和激光烧结技术，3D打印带来的力量无处不在，从家庭作坊到工厂。在2011年9月，维也纳理工大学开发了一个更小，更轻和更便宜的打印设备。这个最小的3D打印机重约1.5公斤，它的成本约1200欧元。[2]

$3D系统(DDD)$ 3D打印技术又可被称为增材制造技术或桌面制造技术。物体制造过程经由数字化到实体化，3D打印机基于数据，通过注射物料，一层层地形成实物。3D打印技术将能革命性降低定制产品的成本，改变生产关系，近年来资本的介入将对3D打印技术大众化、平民化作出推动，3 D打印技术将会影响很多行业,如汽车、医疗、商业和工业设备、教育等。在3D打印诞生几十年之后，在这个互联网作为基础设施的时代，3D打印技术被赋予了全新的含义，极有可能成为变革制造产业的重要力量，人们在享受大规模机械化制造带来的经济增长的同时，也失去了选择的可能性，3D打印至少在技术上提供了可能性。美国时代周刊曾将 3D 打印列为美国十大增长最快的工业之一!有专家预测到2015年，桌面型3D打印机及专属材料将实现产业化!到2020年" 工业商用型3D打印机可实现规模产业化!英国经济学人杂志2012年发表文章称3D打印采用增材制造相对传统的减材制造是一种颠覆性的变革! 第一次工业革命时"制造业的特点是单机分散式生产第二次工业革命时" 制造业的特点是流水集约式生产! 3D打印看似是单机分散式生产的回归" 其实是与分布式能源技术、互联技术、新材料等多种齐头并进的高新技术结合! [1]