3d打印技术和其在铸造中应用现状和发展展望

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1、3D打印技术和其在铸造中应用现状和发展展望摘要：本文概述了3D打印技术主要应用领域及国内外技术与行业现状。3D打印在铸造中的应用目前主要是用在快速制造砂型、直接打印金属产品、缺陷修补（再制造）方面。中曰两国都提出了集中精力发展大型铸型3D打印技术。日本的技术路线是采用分层喷射砂和粘结剂，中国的技术路线是采用激光打印铸型。关键词：3D打印铸造激光成形铸型3D打印技术自1984年正式诞生以来，今年恰逢30周年。随着第三次工业革命的提出，在普通大众眼中也日渐火爆。论文、专利的井喷好像象征着3D打印就可以进入千家万户，但实际情况并非如此。传统的

2、铸造生产是设计-模具-造型-浇注-清理-后处理-机加。3D打印是否可以在铸造的铸型制造、铸造模具或者直接打印产品上做出贡献？13D打印技术概述3D打印学名为增材制造技术，其工作原理是将计算机设计出的三维模型分解为若干层平面切片，然后把“打印”材料按切片图形逐层叠加，最终“堆积”成完整的物体。关于3D打印技术的发展脉络、各种技术原理及适用范围已经在各书籍、论文中，限于篇幅，本文不再赘述。1.1目前主要应用领域目前，3D打印主要用在3个方面：大众消费（桌面级）、工业级、生物工程级。①大众消费（桌面级）。用于工业设计、工艺设计、珠宝、玩具、文

3、化创意等领域。②工业级又有两个方面，一是原型制造，主要用于模具、模型等行业。二是产品制造，包括大型金属结构件和小型金属零部件的直接制造。③生物工程级。如打印器官、骨骼、牙齿、细胞、软组织等［1］。1.23D打印技术与行业现状①欧美的3D研究和产业化。在美国，3D打印技术已初步产业化，其中Stratasys和3DSystems是两家龙头企业，均已经在纳斯迗克上市。2013年8月16日，“美国国家增材制造创新中心”剪彩成立。欧盟也设置了基金会来支持3D打印技术，分别在诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克斯特大学建立了3D打印中心。②国内3D行业现

4、状。国内的3D打印行业分为学院派和市场派。学院派主要以清华大学、西安交通大学、华中科技大学、西北工业大学、北京航空航天大学等高校为主。市场派主要包括南京紫金立德、湖南华曙高科、无锡飞尔康、杭州先临、中航激光、武汉滨湖等［1］。①中国3D打印技术产业联盟。2012年10月15日，由亚洲制造业协会、北京航空航天大学、华中科技大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟在北京宣告成立，自称是全球首家3D打印产业联盟。②世界3D打印技术产业联盟。2013年5月29日，由中国3D打印技术产业联盟以及英国3D增材

5、制造联盟、美国的Exone公司、德国EOS公司、美国的3DStratsys公司、比利时Materialise公司、英国ChocEdgeLtd公司、美国drexel大学、新加坡南洋理工大学机械与宇航学院等科研单位和企业共同发起成立世界3D打印技术产业联盟。2014年6月19-22日将在青岛召开第二届世界3D打印技术产业大会暨2014年世界3D打印技术博览会。1.33D技术应用前景通过中国知网、维普等查询到关于3D的论文汗牛充栋，让人热血沸腾。但基本都是关于3D技术的普及知识以及在医学、模具、建筑等应用案例。资本市场也热闹非凡，但有头脑的风

6、投非常谨慎［2］。一般认为：①3D打印不可能，至少不可能完全，取代传统制造业。3D打印究竟能够做什么？美国的、欧洲的3D企业，也说不出来。否则，他们就不会在世界3D产业大会上和中央电视台的专题节目中炫耀：利用3D打印技术打印一把吉他，打印一支电子琴，打印一个台灯，或者打印一把手枪传统制造业经过数千年的积累和发展，已经非常完善和成熟，无论是工艺特点，还是成本因素、材料因素，3D打印技术都是无法比拟的。3D打印技术的真正奥秘所在，不是什么都能做，而应该是传统制造业不能做或很难做的领域，利用3D打印技术可以轻松实现［1］。①个人消费。由于成本

7、问题以及操作者的技术水平__因为3D应用并不是零门槛，要以现有技术，一家用户需要准备多种原材料和成本的水平推广，肯定有难度，很难形成市场规模。关键是如何培育应用市场，用户是需要去培育的。所以，短期内家用3D打印行业也难形成气候。13D打印技术在铸造中应用现状综述3D打印在铸造中已经有一些应用，主要是用在快速制造砂型和直接打印金属产品两方面。在缺陷修补（挽救）方面也有一定的应用。2.1利用3D技术原理快速制造无模精密砂型中国铸造协会网站称，2014年5月将在北京召开第十二届中国国际博览会，其中的“3D打印与数字化无模铸造精密成型技术”中提

8、到“北京瑞泓翔宏大科技集团、北京北方恒利科技发展有限公司等将展示3D砂型/砂芯打印机和各类激光粉末烧结快速成型3D打印机”［3］。文献［4］综述了目前利用3D打印技术原理快速制造无模砂型的几种技术。①激光烧