3D打?。?DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需機(jī)械加工或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體，從而極大地提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。而如果這一技術(shù)能夠在工程機(jī)械領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，意味著傳統(tǒng)的生產(chǎn)加工線將成為歷史。而當(dāng)大型制造商人工密集型或機(jī)器密集型的生產(chǎn)方式喪失競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)時(shí)，就會(huì)有更多的中小企業(yè)有機(jī)會(huì)參與到市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中來(lái)。
當(dāng)然，依靠3D打印技術(shù)進(jìn)行整機(jī)生產(chǎn)，從目前來(lái)看可能還是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的事，但是不可否認(rèn)的是，3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和推廣，會(huì)在未來(lái)逐步影響工程機(jī)械行業(yè)的格局。3D打印技術(shù)或許將改變工程機(jī)械零配件供應(yīng)的形式，從而削弱地域的壟斷。
通過(guò)對(duì)裝載機(jī)用戶的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，用戶在購(gòu)買機(jī)器的時(shí)候，除了機(jī)器本身，更關(guān)心的是配件問(wèn)題。如果某一企業(yè)并不能為當(dāng)?shù)靥峁┘皶r(shí)的配件服務(wù)，那么這將導(dǎo)致用戶流失。如果當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商擁有了3D打印設(shè)備，廠商只要將配件圖紙傳給經(jīng)銷商，由經(jīng)銷商打印然后為用戶服務(wù)，這將大大增加用戶的生產(chǎn)效率和黏性，增強(qiáng)品牌的競(jìng)爭(zhēng)力度。
3D打印技術(shù)所帶來(lái)的定制化趨勢(shì)，也將使得中小制造商在競(jìng)爭(zhēng)中獲益。中小企業(yè)可以通過(guò)3D打印技術(shù)，對(duì)某些零部件進(jìn)行定制化生產(chǎn)，依靠滿足客戶個(gè)性化的需求來(lái)贏得客戶的青睞。例如，目前挖掘機(jī)械駕駛員對(duì)挖掘機(jī)的采購(gòu)所起得影響作用越來(lái)越大，因此駕駛舒適性日益成為制造商不可忽視的一個(gè)方面。中小型制造商完全可以通過(guò)3D打印技術(shù)，為挖掘機(jī)用戶量身定做符合他們?nèi)梭w特征的座椅，從而吸引用戶的購(gòu)買。
雖然3D打印在工程機(jī)械領(lǐng)域還沒(méi)有進(jìn)入到生產(chǎn)層面的應(yīng)用，然而從卡特彼勒到博世力士樂(lè)都在積極地運(yùn)用這一技術(shù)提升效率、降低成本以及打造核心競(jìng)爭(zhēng)力。
卡特彼勒
工程機(jī)械巨頭卡特彼勒在1990年就建立了快速原型實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室使用了大量的增材制造技術(shù)來(lái)生產(chǎn)推土機(jī)、挖掘機(jī)以及其他設(shè)備的零件，而且還為車間的員工制造工具。現(xiàn)在該實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)并入卡特彼勒新成立的增材制造集團(tuán)，使用增材制造過(guò)程包括FDM,SLA, SLS來(lái)生產(chǎn)測(cè)量工具、展示模型，組裝夾具，手工具以及其他的功能部件：
測(cè)量工具
卡特彼勒發(fā)現(xiàn)一系列的測(cè)量工具的需求是可以通過(guò)3D打印塑料來(lái)滿足的。例如，公司需要生產(chǎn)測(cè)量工具來(lái)測(cè)量零件的磨損程度，包括挖土斗的“牙齒”磨損情況，通過(guò)3D打印的輔助測(cè)量工具可以在野外直接測(cè)量磨損程度，并且這些塑料3D打印制品的精度和金屬測(cè)量工具的精度一樣，這些輔助工具可以一個(gè)晚上就生產(chǎn)出來(lái)，僅僅耗費(fèi)大約40～50美金的塑料材料，不僅節(jié)約材料而且節(jié)省時(shí)間。
生產(chǎn)模型
卡特彼勒發(fā)現(xiàn)在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的時(shí)候，3D打印可以加速和優(yōu)化新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度和流程。拿履帶式推土機(jī)連接組件來(lái)說(shuō)，通過(guò)3D打印ABS聚碳酸酯的輕量化零件使得Caterpillar員工無(wú)需等待沉重的鍛造零件就可以開(kāi)始三坐標(biāo)測(cè)量程序。這項(xiàng)調(diào)整為卡特彼勒年節(jié)約16萬(wàn)美金。
博世力士樂(lè)
博世力士樂(lè)在德國(guó)自1850年就有自己的有色金屬鑄造工廠，隨著組織的重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成品上，零件原型和更短的生產(chǎn)期是鑄造廠最主要的發(fā)展方向。
在液壓系統(tǒng)中，為了滿足客戶需要而添加更多的功能，就需要更復(fù)雜的鑄件。博世力士樂(lè)對(duì)鑄造的靈活性和成本意識(shí)提出了更高的要求。而3D砂模打印技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)這些更高的要求,3D砂模打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是速度快，不用投資木模和金屬模，自由造型使得砂芯的設(shè)計(jì)越復(fù)雜，越適合用3D打印技術(shù)。
液壓系統(tǒng)由于其復(fù)雜的管道設(shè)計(jì)在用傳統(tǒng)的金屬切削方法加工的時(shí)候受到傳統(tǒng)加工方式的局限性限制。3D打印高度的靈活性恰恰可以解決傳統(tǒng)方式的局限性，帶來(lái)更靈活的設(shè)計(jì)空間。使用3D打印的方法，可以幾乎不受加工限制，具有高度靈活性，根據(jù)流量的仿真結(jié)果對(duì)液壓流體的流動(dòng)進(jìn)行了內(nèi)部通道設(shè)計(jì)的改進(jìn)，可以精確的加工復(fù)雜的橫截面幾何輪廓。3D打印加工出來(lái)的管件的壓力損失減少到常規(guī)制造的管件的壓力損失的20％。此外，3D打印出來(lái)后不需要任何后期處理，表面質(zhì)量足夠好，可以直接與法蘭連接。即使在1400 bar的壓力測(cè)試中，3D打印零件無(wú)塑性變形、無(wú)滲漏現(xiàn)象發(fā)生。
當(dāng)然，3D技術(shù)何時(shí)能得到大規(guī)模的應(yīng)用，目前還很難預(yù)測(cè)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，或許工程機(jī)械的3D打印時(shí)代真的已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。
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