盡管激光 3D 打印設(shè)備展現(xiàn)出了的潛力和應(yīng)用前景,但在實(shí)際發(fā)展過程中,仍然面臨著諸多挑戰(zhàn) 。?
成本高昂是制約激光 3D 打印設(shè)備廣泛應(yīng)用的一大關(guān)鍵因素 。一方面,設(shè)備本身的價(jià)格不菲,一臺(tái)的激光 3D 打印機(jī),其售價(jià)往往在數(shù)十萬元甚至上百萬元不等 。這對(duì)于許多中小企業(yè)和個(gè)人用戶來說,是一筆難以承受的開支 。另一方面,打印材料的成本也相對(duì)較高 。以金屬材料為例,用于 3D 打印的金屬粉末價(jià)格通常是傳統(tǒng)金屬材料的數(shù)倍甚至數(shù)十倍 。例如,316L 不銹鋼金屬粉的價(jià)格約為 450 元 /kg,而適用于航空領(lǐng)域的特殊金屬材料價(jià)格則更高 。此外,打印過程中的能源消耗、設(shè)備維護(hù)成本以及后期處理成本等,也都進(jìn)一步增加了整體的使用成本 。?
打印速度慢也是一個(gè)亟待解決的問題 。相較于傳統(tǒng)的制造工藝,激光 3D 打印的速度相對(duì)較慢 。以制造一個(gè)中等尺寸的金屬零件為例,傳統(tǒng)鑄造工藝可能只需要幾個(gè)小時(shí),而激光 3D 打印則可能需要數(shù)天的時(shí)間 。這主要是因?yàn)?3D 打印是通過層層堆積的方式來制造物體,每一層的打印都需要一定的時(shí)間,而且在打印過程中,還需要進(jìn)行一些必要的輔助操作,如激光掃描、材料固化等,這些都會(huì)進(jìn)一步延長打印時(shí)間 。雖然近年來一些新的技術(shù)和方法不斷涌現(xiàn),試圖提高打印速度,但目前來看,仍然無法滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求 。
應(yīng)用領(lǐng)域
航空航天領(lǐng)域:用于制造輕質(zhì)、高強(qiáng)度的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件,如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)翼等,可減輕重量,提。
醫(yī)療領(lǐng)域:能制造出與患者骨骼匹配的植入物、個(gè)性化的假肢和醫(yī)療器械等,提高治療效果和患者舒適度。
汽車行業(yè):可進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、研發(fā)試制、小批量生產(chǎn)和個(gè)性化產(chǎn)品制造,如制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、車身結(jié)構(gòu)件等。
模具制造行業(yè):能夠打印出具有復(fù)雜隨形水路的模具,提高模具的冷卻效率和使用壽命,降低制造成本。
技術(shù)優(yōu)勢
:激光技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的制造精度和細(xì)節(jié),打印出的零件尺寸精度高,表面質(zhì)量好。
靈活性:能快速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更和個(gè)性化需求,無需模具即可制造出各種復(fù)雜形狀的零件,縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。
材料利用率高:與傳統(tǒng)切削加工相比,材料浪費(fèi)少,較為環(huán)保,降低了生產(chǎn)成本。