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  • 在线3D打印:一场无声的革命

    在线3D打印:一场无声的革命

    如今,基于3D打印的原型制作和小规模生产正在成为许多不同专业工程师和设计师的标准选择;经过多年尝试,工业用户也开始迈出了通过增材制造实现全面生产的第一步。以3D打印为先导的数字化制造技术正在改变产品的设计和制造方式,而人们使用这项技术最直接和最便捷的方式便是在线3D打印。本期我们通过全球最大的在线3D打印平台3D Hubs的交易数据及其对400家使用3D打印的公司进行的调查,来了解当前3D打印行业的应用现状。最后,我们还要揭示国内在线3D打印正在面临的无声革命。什么是“在线”3D打印?一般来说,如今有两种方法可以获得使用3D打印的方法:公司内部拥有打印机可自行生产或将其外包给服务机构。如果用户需要使用不同材料获得高质量的零件,并且不想投入大量资源购买和维护3D打印机,那么外包给服务商便是很有吸引力的选择。外包时,又有两种选择:一种是外包给传统的服务公司,一种则是通过像3D Hubs这样的在线服务。传统的服务型外包需要与供应商进行反复沟通,尤其是在预生产阶段;在线3D打印服务则通过网络简化了订购流程,将生产时间大幅缩短。简而言之:“在线”一词指的是这些高度自动化的制造平台,“离线”一词则是指那些流程复杂的传统服务形式。在线3D打印市场为了预测在线3D打印的受欢迎程度,我们先来看看3D打印市场的大局。不同的分析师统计得到的2018年全球3D打印市场的市场规模在93亿-115亿美元,这包括3D打印硬件、软件和材料的销售,以及在线、离线和其他类型的3D打印服务。3D打印市场整体细分(Wohler’s report 2018)通过对服务商的调查结果显示,目前在线3D打印占据服务商年度总收入的35-45%(约13-16亿美元),这是相当大的比例,而且随着越来越多的用户转向在线平台,这一数据在不久的将来还会继续增长。全球在线3D打印需求细分接下来我们基于3D Hubs的全球在线交易数据,分析在线3D打印的需求是如何在全球分布的。图中显示的是2018年订购超过75万件3D打印部件的客户地理分布,北美约占全球在线3D打印需求的一半(49.4%),而欧洲紧随其后达到41%,也即欧美占据了全球在线3D打印需求的90%。亚太地区目前的市场份额相对较小,但仍在上升。在线3D打印的需求是如何在全球分布情况在分析这些数据时需要注意,对在线制造的态度、市场渗透或语言等因素都会影响分销。从对谷歌趋势的回顾来看,2018年亚太地区与商业和工业环境中3D打印主题相关的查询和欧美国家同样受欢迎。这一事实也预示了亚洲市场在不久的将来会迎来3D打印行业的增长。谷歌趋势:3D打印关键词全球热度在线3D打印需求—按行业和应用分类基于2018年专业用户订购的全部3D打印部件的代表性样本,揭示了在线3D打印的需求情况。超过65%的需求来自从事工业、电气或消费品开发的工程师。在线3D打印的行业需求另一方面,航空航天和汽车行业的工程师不太倾向于使用在线服务,只占需求的10%。这些早期的增材制造用户更有可能拥有内部3D打印能力,用于原型制作、生产或其他用途。为了更深入地了解当今工程师如何使用在线3D打印,3D Hubs400名用户进行了调查:他们都是在上述所有行业的专业用户,绝大多数可能使用在线服务的受访者(超过75%)来自员工不足100人的公司。这些数据表明,在线3D打印的主要用户实际上是中小企业的工程师。选择在线制造和3D打印服务的原因超过50%的受访者会使用在线服务生产最终零部件,但只有38%的用户会首选3D打印。相反,用户更倾向于使用3D打印进行原型开发,这一数据达到了91%。即使涉及到最终使用零件的生产,工程师们也只对小批量使用3D打印。三分之二的受访者提到,他们只会在零件数量不超过20个时才会使用3D打印,而90%的工程师表示,如果零件数量超过100个,他们则会转向其他制造方式。制造规模与3D打印使用需求的关系原因很简单:•对于原型设计,成本和交付周期是专业人员在选择制造技术之前考虑的最关键因素,82%和78%的受访者分别提到了这些因素。当前3D打印技术在这些方面表现出色。•对于生产而言,85%和80%的受访者分别认为材料特性和成本是决策的关键。目前3D打印工艺在材料方面已经取得了长足的进步,但每个零件的成本仍然很高,特别是对于较大的生产量或金属零件。这就是为什么工程师们将转向其他制造技术的原因,除了3D打印之外,3D Hubs还提供在线数控加工、钣金和注塑、铸造等多种传统制造手段。在线3D打印需求—按材料和工艺细分下面将展示2018年全球在线3D打印按材料划分的细分情况。就打印部件而言,对塑料的需求是对金属的100倍,但后者每一件的价值要比塑料高出35至50倍。对于塑料而言,FDM技术占据了在线3D打印需求近80%的份额,SLA、DLP和树脂喷射技术占总需求的12%, SLS和MJF占总需求的8%。塑料3D打印在线需求情况在金属在线打印需求方面,基于SLM工艺的铝合金和不锈钢材料占据了总需求的90%以上。金属3D打印在线需求情况“10%的在线3D打印部件均由HP MJF打印机生产”从2018年9月起,主要用于SLS和MJF技术的尼龙3D打印需求急剧增加。这一上涨主要是由惠普的MJF技术推动的。11月在3D Hubs平台上订购的所有零件中,采用HP MJF 3D打印的数量占到了10%。HP MJF在线3D打印需求量这一统计数据显示了3D打印服务提供商对该技术的商业青睐,以及专业用户对高性能功能3D打印部件的需求。在线3D打印:一场无声的革命3D打印经历了很多年才达到目前的水平,直到现在,3D打印才开始在材料特性和生产能力方面与传统制造产生竞争。正如3D打印正在改变制造方式一样,在线服务也正在改变3D打印影响制造的深度和广度,这对于该技术的应用和发展无疑是一场革命。尽管本文大篇幅都在介绍全球在线3D打印的应用现状,但它也几乎适用于任何一个具体的国家。除了能够促进技术的推广和应用之外,在线3D打印也在发生着另一场无声革命—价格之争。在国内,继第一季度未来工厂发起价格战之后,整个3D打印服务市场风声鹤唳。SLA的服务价格已经惨不忍睹,只能依赖走量生存,尼龙打印的价格已经不能用腰斩来形容,金属打印的价格也在持续走低;除此之外,如“打印啦”这样的3D打印云平台竟然出现了关闭状态。这些现象只能说明,国内的3D打印服务竞争情势非常严峻。然而现在只怕并不是拼价格的阶段。可靠性对于工程应用至关重要,标准化和认证才能推动工业应用。在线服务将快速推进3D打印应用,但将价格拼到底时能否还能保证质量和批次的一致性,这关系到的不仅仅是盈利问题,更重要的是我们尚未培养起用户使用3D打印的习惯,却已经让他们对这项新技术丧失了信心。欢迎转发延伸阅读:增材制造的工业化与金属数字工厂哪些技术的进步推动了3D打印在制造业中的发展3D打印技术的应用对企业创新独占的挑战与对策专门的增材制造业务部门对整个公司采用新工艺的重要性 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):在线3D打印:一场无声的革命
  • CIMIC2019 第七届中国注塑产业大会:创新+降本

    CIMIC2019 第七届中国注塑产业大会:创新+降本

    CIMIC2019第七届中国注塑产业大会•广州注塑•创新•降本主办方微注塑承办方苏州微注塑信息科技有限公司协办单位高分子科学前沿、3D打印技术参考、塑世界、微注塑论坛vzhusu.com赞助单位酷捷干冰设备(上海)有限公司深圳德科精密科技有限公司浙江恩得智能设备有限公司宁波斯曼尔电器有限公司浙江金星螺杆制造有限公司宁波海星机械制造有限公司上海发那科智能机械有限公司会议规模300人会议时间7月25日全天报到;7月26日8:30-17:30正式会议会议地点广州五年来在业界朋友们的鼎力支持下,CIMIC中国注塑产业大会已经成为中国注塑行业的持续时间最长、规模最大、最具影响力的产业研讨会!2014年12月 厦门第一届2015年07月 苏州第二届2015年12月 东莞第三届2016年07月 宁波第四届2017年07月 深圳第五届2018年07月 上海第六届 2019年7月26日,这一次,让我们来到中国南大门、花城——广州,共话注塑风云!第七届中国注塑产业大会 · 广州中国人工成本越来越贵、九零后新生代不愿意进工厂……低端制造业产业开始外迁越南等东南亚国家...未来注塑加工企业的发展究竟依靠什么?环保风暴袭过后,对模塑工厂要求越来越高...注塑企业将如何应对?去年第四季度开始的大行业不景气和中美贸易争端下的出口减少模塑产业何去何从?同时,以塑代钢是制造业大趋势!注塑加工技术将在智能制造时代发挥更大的作用,模塑行业要实现跨越式发展,创新、降本将是重中之重!正因如此,CMIC 2019第七届中国注塑产业大会 • 广州 将特别聚焦创新、降本两大主题。本次大会还邀请注塑产业链专家,来自于全球领先注塑机企业、模具企业、辅助设备企业、原材料企业的技术专家,以及有着卓富经验的注塑加工行业专家将同探讨高品质注塑的真谛,促进行业整体进步与提升。初定议题数据驱动的注塑产品创新设计沈靖 中国工业设计研究院西南中心 总工程师注塑技术创新与先进制造谢鹏程 北京化工大学 教授 博导、中国塑协注塑专委会秘书长快注塑VS慢注塑——注塑生产的同步化策略顾建法 帝希洁具系统(苏州)有限公司 运营经理注塑成本如何降低10%杨建宏注塑专家、精益生产专家高精度高寿命多腔超短周期的模具设计制造藍仲雍 星星科技集团模具处 副总经理 技术创造利润——能赚钱的技术才是好技术刘建新广东新宝电器股份有限公司 注塑项目专家3D打印助力模塑制造方案许木荣深圳德科精密科技有限公司 总经理基于模流仿真分析的注塑成本降低解决方案李礼moldflow认证高级工程师低压注塑技术在汽车模具领域的先进应用谢阳毅模人教育创始人更先进的清洗方式帮你挣更多钱孙刚酷捷干冰设备(上海)有限公司 中国区总监高分子材料、环境友好塑料的最新研究进展邀请中邀请中免喷涂材料以及仿金属、仿喷涂等特殊外观工艺在汽车内饰件中的应用邀请中邀请中注塑工厂上云整体解决方案邀请中邀请中注塑工业4.0邀请中邀请中如何有效通过注塑MES系统降本增益邀请中邀请中会议亮点专注、人气、规模、热点、前沿、聚焦广州、机遇1.专注微注塑已成功举办六届注塑大会成功经验!这是行业持续时间最长、人数最多、口碑最好的专业研讨会。2.人气微注塑平台精心打造,积聚30万+粉丝人气关注!3.规模注塑行业顶级盛会,预计将有超过300名业内顶尖专家及制品、设备、模具、原料企业参会。4.热点持续关注行业最新热点应用,介绍市场最新热点技术与应用,提供全方位解决方案。5.前沿大会聚焦工业4.0、中国制造2025的基础,探讨“创新”、“降本”,实现注塑行业的工业4.0,跨步智能制造!6.聚焦广州广州是华南地区最大的城市,也是粤港澳大湾区首要城市。广州汽车产量居全国第一,是第一大支柱产业,为汽车行业配套的模塑厂家不计其数。7.机遇以华南和广州的业内高级管理、技术人员为基础,与来之全国各地的朋友共聚广州!广州是中国最大的城市之一,东风日产、广汽本田、广汽丰田的非金属材料零部件供应商有上千家!这正是中国注塑行业最肥沃、最密集的土地之一!对于欲开拓华南地区的供应商企业来说是个绝佳不容错过的机会!报名方式微信报名:长按以上二维码添加客服“远方”为好友,发送一张纸质名片的照片并留言“726报名”,或者编辑文字发送“姓名+公司+职务+电话+主营产品+报名人数,726报名”。报名费用:以下价格包含会议期间会场门票、午餐、茶歇、会刊、资料费,不含住宿以及交通费用。前50名付款者将获赠价值998元礼品一份!类型7月1日之前付款7月15日之前付款注塑制品/用户企业(1200元/人)九折优惠+赠送五星级酒店住宿一晚(拼房)九折优惠供应商或其他(2400元/人)九折优惠+赠送五星级酒店住宿一晚(拼房)九折优惠多人组团在以上提前付款基础上可再享受以下团购优惠价:2人报名总价立减300元,3人报名总价立减800元,4人以上报名总价立减1500元备注:1、“注塑制品/用户企业”是指注塑加工厂、塑料制品厂、塑料件用户、科研院校(以主办方核实认定为准)2、“供应商或其他”是指设备、模具、原料、服务供应商、贸易商、媒体和其他类等。(以主办方核实认定为准)3、“拼房”是指由主办方随机将两位同性别的报名人安排在一间双床标房入住。如报名人需单独入住单人大床房,可以补房差价。付款账号公司账号(公对公):名称:苏州微注塑信息科技有限公司账号:32201997444051511180开户行:建设银行苏州望亭支行备注:*如付款到3个人账号,由于银行可能不显示付款人姓名,故付款后务必请将汇款底单拍照发送或在汇款备注栏里注明报名人姓名*不论付款到以上4种哪个账户均可开具发票,需要开票者请在报名时提供开票资料或抬头和税号,会议报到现场取发票。发票为3%增值税普通发票,内容可以开具“会务费”(默认)“展览费”“咨询费”“技术服务费”等*账号4只接收公司公对公支付,请勿以个人名义付款至此对公账号,否则发票抬头只能开具给该付款个人。*微注塑是业内注塑行业研讨会第一品牌,精准、专业、高端!3.0万超值赞助一次深入直达超过300位专业观众!人均百元成本!且作为赞助商身份在微注塑平台推广会议期间曝光数十万次!欢迎转发 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):CIMIC2019 第七届中国注塑产业大会:创新+降本
  • 增材制造的工业化与金属数字工厂

    增材制造的工业化与金属数字工厂

    两个多世纪以来,工业工厂生产在四个主要方面表现出色:过程的可重复性、生产部件的耐用性、工作流程的生产效率以及经济的运营总成本。工厂工作流程已经过优化,从而以尽可能低的成本生产尽可能多的优质部件。任何寻求与标准流程一起被接纳的新的生产方法或工作流程,都必须满足或改进这些经过时间考验的元素。当今的制造业正在经历快速转型:这一过程称为工业4.0新的市场需求推动制造商提高速度和灵活性。新的商业模式需要快速响应客户需求和快速的设计迭代。制造商需要更短的生产周期和更快的产品生态系统演化;他们必须以数字化速度打造实体产品。3D打印工业4.0重要组成部分幸运的是,对于面临这些压力的制造商而言,3D打印技术的功能不断提高,已经成为行业工厂生产的战略资产。新材料、新的打印方法、新的设计能力和新的工作流程意味着数字化制造方法现已成为可能。在过去的30年里,3D打印一直是设计评审、原型制作、一次性用品或搭桥制造的主要研发内容。现今,3D打印加入工厂车间,并可以成为批量生产最终产品的一部分。3D打印已大量进入加入工厂车间使用数字工厂技术制作的部件可实现工业4.0对产品和流程的承诺,这是使用传统方法所无法实现的。先进的设计算法可实现采用晶格而非实体来制造部件,并可对几何形状进行拓扑优化,使部件质量更轻但更加坚固。可以更轻松地交付由多个部件组合成单部件组件的集成式和一体式部件。此外,这些部件可结合新型流体和气流通道,从而提高效率并延长部件使用寿命。金属数字工厂金属制造的目前趋势是,要求更快地以小批量交付更加新颖且功能更多的部件。这一趋势在很大程度上受航天市场推动,尤其是航天器方面,它们要求在短时间内交付低成本但功能更强的部件,它们所使用的是任务关键、高价值的部件。为了提高航天领域的燃油经济性,开展了大量关于增材制造如何能够在提高功能的同时降低零件重量的研究。轻量化为发射成本的降低带来了机遇纳米卫星和立方体卫星(尺寸可以从适合手掌的大小到冰箱大小不等的小型卫星)的发展趋势正推动部件设计进入新时代,即部件更加轻巧、紧凑和耐用。这反过来又导致对小型卫星运载火箭的需求越来越大,它们作为常用更大的极地和地球同步卫星运载火箭的替代方案,为小型卫星提供更实惠的发射选择。3D systems为法国航空公司Thales开发的卫星支架航空应用也推动金属增材制造研究水平的提高。随着对商用机身需求的增加,飞机行业正在采用新方法以降低飞机重量、提高燃油效率和降低供应链复杂性,同时保持并提高安全标准。空客首个适航金属3D打印射频滤波器这些新方法涉及用于非关键型和关键型部件的轻质材料的新创新,并更多地关注了增材制造。SmartTech Markets在2017年发布的《2017年增材制造在航天领域的机遇—民用航空》中预测金属增材制造设备(不包括服务和材料)仅民用飞机行业一项的总市场收入将在2016到2027年间增长700%。该文章还预测向飞机原始制造商提供专业服务的“增材制造航天工厂”的数量将会大幅增加。东方航空已将增材制造运用到民航维修改装领域包括工业燃气轮机(IGT)和运输行业在内的关键行业中的这些趋势和预计增长,需要通过金属增材制造的强化方法来获得可提高生产效率、降低运营成本和更具成本效益的部件。为了满足这些新的需求,需要借助数字工厂提供的创新生产速度和能力。其具体表现在:为金属部件生产提供转型机会•不受减材制造确定的设计规则所限,获得新型、优化的功能性部件•通过改进的增材制造设计 (DfAM) 方法,降低组件中的部件数量、所涉及的供应商数量、供应链复杂性和部件维护工作。•实施经济的解决方案,降低高价值部件的总运营成本。结合增材制造解决方案与减材制造解决方案,为原始制造商创造最高价值并实现 24/7 全天候生产•集成式数据流和自动化软件支持在设计到成品发运的整个过程中实施管理和操作。•与现有产品生命周期管理 (PLM) 和企业资源规划平台 (ERP)集成,以便融入到整个制造企业中。•整合优化的解决方案,例如模具、夹紧系统和后处理机械。支持在符合行业标准的前提下将增材制造集成到整个制造链中。通过小批量交付任务关键型高价值部件,提供最大价值•在较为便宜的金属部件方面,虽然增材造不会取代这些部件的大规模制造方法,但其仍可在等待模具期间作为中间桥梁为金属部件的及时生产提供支持,也可以进行原型制作。END金属增材制造为原始设备制造商带来了显著的生产效益,而可扩展性、可追溯性和可重复性方面的最新进展则能够体现这一颠覆性技术所带来的好处。金属增材制造通过优化的部件设计和功能设计,赋予了制造商一系列优势,这些优化减轻了部件重量并提高了部件性能。同时,在瞬息万变的市场上,缩短了产品开发时间和生产时间。欢迎转发延伸阅读:【增材制造】将标准一网打尽看东方航空如何将增材制造运用到民航维修改装领域【增材制造】保证产品质量及批量生产的稳定性-FAA是怎么做的 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):增材制造的工业化与金属数字工厂
  • 【增材制造】保证产品质量及批量生产的稳定性-FAA是怎么做的

    【增材制造】保证产品质量及批量生产的稳定性-FAA是怎么做的

    随着国内外对于增材制造技术研究的不断深入,增材制造产品在航空领域的应用潜力慢慢凸显出来。美国波音公司通过DED技术为其787梦幻客机生产结构部件,将Norsk Titanium公司的快速等离子沉积™技术用于飞机结构件研发,通过技术研究与改进以及一系列严格的测试,最终于2017年2月获得了首个3D打印钛合金结构件的FAA认证。快速等离子沉积™技术3D打印钛合金结构件美国GE在其LEAP发动机采用了增材制造燃油喷嘴,该燃油喷嘴采用Hastelloy X高温合金作为增材制造材料,是目前国际上第一款通过了适航认证的增材制造航空发动机组件。增材制造LEAP发动机燃油喷嘴适航即适航性,是指航空器适合/适应于飞行的能力。通过了适航认证,就代表了产品在研制及批生产阶段的各个环节均实现了有效的控制与管理,产品达到了规定的安全与质量水平要求。对于适航审查与认证的要求与条款的理解对于提高国内增材制造产品质量至关重要。在这里,我们分享美国FAA在增材制造适航审查与认证方面的考虑与规定。FAA全称Federal Aviation Administration ,美国联邦航空管理局,1967年成为交通部的下属。其主要任务包括:促进民航安全管理;鼓励和发展民用航空,包括航空新技术;开发和经营空中交通管制、导航系统的民用和军用飞机;研发体系和民用航空领空;制定和实施控制飞机噪音和其它节目环境影响民航;美国商业空间运输管理等。随着增材制造在航空领域应用优势与潜力的展现,如何对增材制造这一新兴制造技术开展适航审查与认证工作受到了FAA的关注,并开展了以下工作(见下图)。适航认证的起点从对技术的认知开始2015年6月3日,FAA发布了AIR 100-15-130-GM39《增材制造认知》备忘录,提出由设计、制造和适航部门(AIR-100)组建了增材制造国家团队(AMNT),收集有关AM应用的信息,并作为正在开展的AM认证研究的技术资源。这些信息将有助于AMNT识别技术问题,并研发促进AM零件获得FAA认证的指南。疑问(考虑)是适航审查与认证的基础2016年7月7日,FAA发布了AIR100-16-130-GM18《粉末床熔融增材制造零件的工程考虑》备忘录,该备忘录不提供AM部件认证的指导,而是从产品设计、原材料、成形过程、后处理、检测方法、工艺验证、材料设计值获取以及其他方面(包括技术文件、电子文档、过程控制、成形中断、异质污染物控制、可追溯性等)提出了疑问(考虑)。这些工程疑问(考虑)是为与申请人进行认证讨论提供良好的出发点,并在需要问题文件(IP)中进行记录,为后续的适航审查定与认证奠定基础。实地审核与更新迭代是确定评估审查要求的保证2016年9月30日,FAA发布了AIR 100-16-110-GM26《增材制造设施和过程的评估》备忘录,旨在帮助航空安全审查员(ASI)对AM设施及过程进行评估,协助审查员采集关键工艺参数,并从人员培训、场地设施、技术数据、原材料处理、设备、软件控制、制造过程有效性、制造过程监控、检测、冶金过程等方面进行全流程过程审核,并积累数据、更新迭代、并进行新的认证活动。随着增材制造工艺与流程的成熟及行业标准化的完善,增材制造国家团队(AMNT)预计会对该文档进行频繁修订。结合需求为维修过程认证提供指导2016年11月30日,FAA发布了NOTICE 8900.391《飞机、发动机、螺旋桨中的增材制造维护、预防性维护及更换》,主要是为飞行标准服务(AFS)人员参与飞机、发动机及旋翼类飞行器的维护、预防性维修及更换时提供认证与监督的指导,同时对于FAA管理、运营及行政人员也可以参考这份文件进行相关的工作。该文件的实施有效期定为1年,并于2017年11月30日废止使用。AC进一步指导开展适航符合性验证2018年,FAA发布了咨询通告AC 33.15-4《粉末床熔融增材制造成形涡轮发动机零件及修复指南》的征求意见稿。FAA的咨询通告(AC)是FAA向所有飞机型号申请人给出的一种适航符合性验证方法(非强制实行),用来表明对适航条款或专题的符合性,按此方法验证,FAA直接认可,原则上CAAC/EASA也是认可的。虽然这份文件不是FAA最终发布的文件,但对于如何保证增材制造(此处仅为粉末床熔融(PBF)方法)产品质量仍具有重要的参考价值与意义。下面将对AC 33.15-4中的规定进行简述。AC 33.15-4给出的是一种可接受的方法,用于证明通过粉末床熔融(PBF)增材制造(AM)成形涡轮发动机零件及零件产品的维修与联邦法规 14 CFR §33.15的符合性,并对AM相关设计与制造等方面提供了指导。由于PBF AM成形的工艺依赖性强,其材料的设计值不仅与制造商采购原材料的变异性相关,而且还与用于制造生产零件和维修的制造工艺所引入的变异性相关。必须对全流程的参数变量有充分的理解,才能达到稳定和可重复生产零件所需的控制水平。因此,AC 33.15-4在材料设计值、设计、材料与成形、后处理、检测、工艺验证等6方面给出了指导。测试程序要规范,材料设计许用值应获取在材料设计值方面,AC 33.15-4提出要建立规范的测试程序,采用典型、有代表性(考虑成形批次、成形位置、试样取向、原材料批次等)的测试样本的基本准则;应考虑有效工艺窗口、产品的实际情况(各向异性、孔隙率、熔合不良情况等)、测试实验室的资质等方面对试样测试进行保障;采用类似于复合材料的积木式验证方法(见下图),通过试样级、细节件级、构件级等多层级积木式验证来保证产品研制;在成品材料设计许用值方面,要考虑增材制造材料各向异性的表征、最小材料设计极限值的建立、零件功能裕度的补偿等方面,最终建立材料设计许用值。积木式验证工艺特点与约束,设计考虑需全面对于增材制造这一强设计相关的制造技术而言,从适航的考虑从零件设计就应该开始考虑。AC 33.15-4从零件设计、零件取向、尺寸控制、表面状态、支撑结构、粉末去除等几方面进行指导。零件设计时,应充分考虑各向异性、增材制造特有缺陷以及缺陷的最佳检测时机与方法;依据材料各向异性特性、残余应力的产生、自支撑及悬垂曲面的特点来考虑零件成形时的取向;考虑工艺及装备的成形能力、残余应力的产生于消除、后期热处理及热等静压等热循环的要求来控制制件产品的尺寸;考虑零件的表面光洁度要求、内表面处理、表面状态对于力学性能、可靠性的影响以及零件产品防护涂层的涂覆;考虑零件生产时支撑结构数量的减少以及支撑结构对于传热与保形的作用;考虑粉末去除,并制定相应的程序规范,验证潜在残余粉末对于零件预期功能的影响。生产过程要稳定,技术规范不可少在材料与制造方面,主要从材料与工艺的研发以及材料与工艺控制等方面提供认证指导。在材料与工艺研发阶段,充分考虑变异性来源,并采取适当的控制措施,减少材料性能变化;通过原材料规范、熔融工艺规范、热处理规范、人员资格鉴定与认证、设备鉴定、维护与校准等方法,进行合格冶金工艺的鉴定,批准后能始终如一生产符合设计要求的零件;在材料与工艺控制方面,应考虑建立原材料规范、原材料再利用要求、工艺规范、零件材料规范等方面的标准化文件用于适航认证。后处理规范需明确,潜在影响应说明在成形后处理方面,必须规范并说明成形后工艺及程序,包括:残余粉末的去除、残余应力定义及解决方法、取件方法及顺序、支撑去除的方法及顺序、热处理与热等静压的过程参数及显微组织要求、防护涂层涂覆的技术规范及其对材料性能的潜在影响。检测方法需明确,检测要求应给出PBF AM是逐层沉积的过程,可能产生在成形方向上不具有显著高度的缺陷(例如,沿成形面形成的、仅有1-2层厚的熔合不良等平面缺陷)。此外,成形态表面粗糙,可能会掩盖表面缺陷,难以检测。所有常规无损检测(例如,X射线、荧光、超声、涡流)是适用于AM零件检验的,但可能需要以新的或组合的方式来检测AM过程产生的缺陷。因此,在检测AM零件时,应明确零件材料固有缺陷及缺陷阈值标准、确定检测时机、选择适合的检测方法与标准、保证表面状态符合NDI检测要求、通过CT等方法应对复杂几何形状及内部特征的检测。AC 33.15-4指出,CT是目前唯一被批准用于检查无法直接访问的内部特征的检查方法,但需要考虑其成本、时间、能力等。工艺过程需验证,更改必须有依据为保证稳定、可再现地生产出符合设计要求的尺寸、性能及质量的零件,AC 33.15-4提出进行工艺验证,包括工艺验证方法、工艺定型鉴定、设备鉴定、多台设备鉴定以及关键工艺变更的相关要求。当工艺过程与参数发生变更时,必须提供可靠地试验数据及依据进行说明。FAA对于AC 33.15-4的制定及未来发布表明增材制造在航空领域的应用已初步进入实际工程应用、批量生产阶段,其规定的要求都体现出从产品的设计研制到批生产各个环节与流程都需要系统化、规范化的技术文件支撑,才能保证产品生产的质量一致性及可重现性,这对于提升国内增材制造产品质量、推动增材制造在各行业领域的应用有重要的指导及参考价值。欢迎转发 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):【增材制造】保证产品质量及批量生产的稳定性-FAA是怎么做的
  • 通快 :为航天器减重55%, 减少80%材料浪费, 节省74%的制造成本

    通快 :为航天器减重55%, 减少80%材料浪费, 节省74%的制造成本

    TRUMPF(通快),这家有着90多年机床生产史的德国公司,是全球制造技术的领导企业之一。自迈入增材制造领域以来,通快推出了极具制造潜力的TruPrint 3000/5000以及绿色激光打印技术,其采用的内部换缸理念被后来者广泛认可。作为航空航天领域的重要应用,采用增材制造技术改进卫星和发动机制造方式,成为该公司近年来关注的重点。本期,跟随3D打印技术参考一览通快如何为此做出贡献。航空航天—增材制造最重要的垂直市场随着对卫星部件和性能要求的提高,火箭每运送一公斤进入太空就要花费几十万欧元。同时,火箭必须极其稳定,能够承受起飞时产生的强大作用力。增材制造航空航天应用范围增材制造技术非常适合航空航天业,它可以显著减轻飞行器重量,降低油耗,并因此能为环境保护减少支出。增材制造技术所用的材料往往为某一特定应用而开发,传统方法(如铣削或铸造)制造的零件通常未经优化且非常笨重。轻质金属如铝合金和钛合金已经可以轻松进行3D打印,并因此能够制造传统方法无法突破的优化结构和轻量化组件。增材制造轻量化应用增材制造在航空航天领域拥有超过20%的市场份额,是该技术最重要的垂直市场,任何相关的3D打印公司都在试图扩大其市场份额。通快航空航天关键技术通快可为航空航天提供两种最重要的增材制造工艺:激光粉末床熔融(SLM)和激光熔融沉积技术(LMD)。SLM技术特别适用于复杂部件,如发动机、燃烧室或航空航天工业中的其它特殊部件。粉末床熔融技术成型专用材料在LMD工艺中,激光束配合喷射的金属粉末可在零件表面实现叠加制造,因此它可以快速生产非常大的组件。优选的应用包括大型部件的原型设计和修理,如燃气轮机或压缩机叶片。激光熔融沉积技术快速实现大尺寸零件制造作为行业领先的企业,通快在LMD和SLM方面无疑非常出色,它可以为航空航天业的客户提供最适合的3D打印解决方案。为卫星部件减重55%在巴黎航空展上,通快展示了航空航天工业中增材制造的真正应用。其为德国太空公司Tesat-Spacecom制作了一款通信卫星支架,用于测试新通信技术的空间整流能力,驱动器被连接到支架上用来调节微波过滤器。德国Heinrich Hertz通信卫星同样是为减轻航天发射的重量,通快通过与专业CAE软件公司合作对支架进行了拓扑优化设计,最终通过TruPrint 3000打印的支架由原来的164g减少为75g,减幅约55%。Heinrich Hertz通信卫星上的3D打印支架优化后的支架不仅更轻,而且拥有和原支架更好的性能,它的扭曲度更小、更稳定,但它却无法通过传统方法制造。这个示例显示出增材制造在轻量化、高性能制造方面的优势,它可以通快优化设计,获得有效载荷,减轻重量。为发动机零件节省80%的材料和74%的制造成本通快还与西班牙航空供应商Ramem合作共同探索航空增材制造应用。 两家公司一起使用3D打印优化了“航天耙”。在发动机开发中常使用耙子来确定驱动装置的压力和温度,这种测量对于测试飞机的性能是必要的。Ramem航空航天耙耙子会被直接安装在发动机的流道中,并暴露在极端温度和高压下。为了获得精确的测量结果,高尺寸精度至关重要。到目前为止,耙子的生产既昂贵又耗时:员工首先在铣床上制造出基本的耙体,然后他们必须手动插入六个细管,并通过焊接和板材密封部件。如果期间有一根管子放置出错,则整个部件制造失败。TruPrint系列适用于工业3D打印这样复杂的结构对于增材制造来说似乎并没有太多的难度,通快首先优化了靶子的几何形状,并使用TruPrint 1000直接打印。与以前的复杂制造过程相比,3D打印自然可以更快地制造组件,制造商也因此减少了80%的材料浪费,这相当于节省了74%的总成本。结果表明3D打印可以节省航空航天行业的大量时间、材料和资金。发动机叶片修复通快的LMD技术在巴黎航空展上展示了该技术在飞机发动机叶片修复中的应用。这些部件必须能够承受飞行期间的极端温差。此外,这些部件由于经常接触灰尘和水,因此在边缘和尖端处会发生磨损。增材制造为高效航空应用提供可能航空技术人员必须及时修理叶片,否则便会发生故障。激光沉积技术是最好的修复工艺,叶片厚度有时仅为0.2毫米,传统方法很快就达到了极限,而LMD技术可以精确控制激光和送粉量,并可以使用与组件完全相同的材料。LMD技术在航空叶片中的应用:修复、喷涂、成型和焊接修复过程仅需几分钟,并可以轻松多次修复叶片。因此,每次发动机大修的部件成本便显著降低。凭借低能量的输入特点,激光沉积技术是航空航天应用的理想方法,它可以用做修复、喷涂或建造三维结构,而传统的焊接技术无法做到这一点。END3D打印的技术形式是多种多样的,金属3D打印的方法就有很多很多,每一种工艺都有不同的适用场合,这无疑提供了灵活多变的制造选择。但无论哪一种,都相比传统的减材制造,更自由,更灵活,更具潜力。欢迎转发延伸阅读:3D打印铣床—混合制造的特点与优势通快内部换缸和外置粉末处理理念的重要性中国航天实现3D打印在轨应用3D 打印在航空航天领域的研究现状及国内应用案例3D打印+拓扑优化制造542*542*141mm的钛合金无人机框架 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):通快 :为航天器减重55%, 减少80%材料浪费, 节省74%的制造成本
  • FDM 3D打印技术如何助力汽车行业应用

    FDM 3D打印技术如何助力汽车行业应用

    3D 打印的汽车采用塑料替代原有的大部分金属材料,可以使汽车整车质量大幅度下降,燃油利用率提高,因此能够达到环保的目的,这一点非常适合中国目前节能减排的要求。但是,你不能指望现阶段的汽车做成塑料的, 3D打印的汽车在还只是概念产品,但它在现阶段的汽车工业中仍然可以发挥重要作用。本期我们来看FDM技术如何助力汽车行业应用。功能性测试原型在设计工业应用工具时,传统技术使用铝制或者替代性的金属合金材料,这是因为金属件的表现更加优异并符合该类工具的要求。在许多情况下,热塑性塑料可以达到该类工具的强度要求,但是无法满足执行测试任务时的刚性要求。而这正是复合材料发挥作用的地方。向基础聚合物中添加增强材料可以极大地改变原材料的性能,从而使塑料件替代金属件成为现实。目前常用的FDM增强材料有碳纤维和玻璃纤维,可用来增强ABS、尼龙(PA)、聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)等材料。可打印此类高性能材料的FDM打印机品牌有Stratasys、Markforged、上海远铸、一迈智能等等。汽车装备组件制造业在不断调整以满足新的需求。定制化、按需生产和小批量生产等需求都在不断催生有别于传统制造方法的替代性方案。增材制造技术可能永远无法完全取代数控机床加工或铸造,但类似Stratasys F900这样的高性能FDM打印机能够以高性价比的方式满足这些需求。Stratasys碳纤维复合材料Nylon12CF性能数据FDM打印的装备组件碳纤维填充的尼龙材料相比纯尼龙具有更高的性能,以Stratasys Nylon12CF为例,通过短切碳纤维与尼龙12共混,获得的35%增强纤维含量的复合材料具有优异的结构特性,是FDM材料组合中最强的热塑性材料之一。工装夹具目前的工程热塑性塑料,每一种都是为满足特定需求和应用而设计。碳纤维复合的尼龙材料通过调节纤维复合的含量可达到不同的性能要求。Stratasys Nylon12CF 拥有优异的刚度,能够很好地满足生产件、模具和夹具等一些通常需要刚度大、质量轻的材料需求;而Markforged onyx则通过微碳纤维的强化使材料获得了强度和韧性的平衡,采用该材料制作的软钳口,避免了在夹持硬度较低或表面粗糙度要求较高工件时的表面损伤。Stratasys 生产的汽车夹具工业使用的打印机最好能具备制造多种材料的能力,广泛的材料种类能够为制造商提供更多选择,满足不同工业应用的需求。就像金属打印机,一台机器就可以打印不同牌号的不锈钢、钛合金和铝合金,对于FDM打印机也是这样。Markforged生产的软钳口Stratasys Fortus系列和Markforged打印机无疑在工业FDM打印机中是出类拔萃的,它们凭借的便是多功能性、出众的制造能力以及良好的可靠性。在汽车维修领域潜力巨大3D打印在汽车维修行业应用较少,但潜力巨大。3D 打印设备和材料、汽车产权保护、打印后的质量检测、汽车维修从业人员的技术水平、对技术的认知等是限制这项技术在汽车维修行业中应用的重要原因。3D打印定制的零件用于维修由于当前汽车种类越来越多,汽车的型号更是不断更新,一些进口车、限量版汽车零部件储备相当少,汽车维修行业和4S店均难以将汽车的零部件配备齐全。更换定制的奔驰轿车配件这就要求汽车维修企业具备零部件定制生产的能力,而3D打印技术则能够为满足各种车型的零部件缺失维修提供重要保障。从汽车维修工具到零部件的直接制造,3D打印无疑能发挥重要作用。最直接的表现便是它能够节省维修等待时间、更能解决因等待和聘请原厂专业人员造成的成本问题。注:内容部分来自stratasys.欢迎转发延伸阅读:案例:3D打印如何用于工装夹具生产大众汽车:在生产线上使用3D打印机进行车辆生产ARGO 500:高性能塑料替代金属打印x汽车零部件增材制造工艺链详细探讨 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):FDM 3D打印技术如何助力汽车行业应用
  • 玻璃的熔融挤出与光固化3D打印工艺

    玻璃的熔融挤出与光固化3D打印工艺

    在大多数人关注金属、塑料和陶瓷3D打印时,玻璃的打印似乎被认为不可实现,这种无机材料既无法与激光作用也无法被轻易熔化,打印似乎无从说起。然而实验室的科研人员却不这样认为,自2009年开始,玻璃的3D打印开始受到关注,从以色列Micron3DP到德国Fraunhofer和KIT,再到美国LLNL和MIT,世界各地涌现出不同的玻璃打印工艺。本期,我们就来介绍两种较为知名的工艺技术。KIT 3D打印的玻璃片MIT基于挤出的熔融玻璃3D打印工艺麻省理工学院(MIT)采用的是玻璃熔融挤出3D打印工艺,其采用数字集成的三区热控系统与四轴运动控制系统相结合,创造了工业规模的生产能力,提高了生产率和可靠性,同时确保了产品的准确性和可重复性,这些都是以前无法实现的。MIT打印的玻璃制品成型系统由三个具有热控制的腔室组成,第一个腔室将玻璃加热到1090℃的温度下熔化并保持其流动性,第二个腔室在800℃的温度下储存熔融玻璃,第三个腔室保持在480℃用于成型和冷却。在打印过程中,玻璃熔体进入氧化铝喷嘴,根据设备版本的不同,有喷嘴运动和底部工作台运动两种,玻璃熔体沉积后随即冷却和硬化。熔融玻璃挤出成型过程,底部平台运动熔融玻璃挤出成型过程,喷嘴运动4轴运动控制系统可实现对流量和空间精度的控制,确保杂质和结构问题不会对结晶过程造成破坏。该方法对打印的影响很小,熔融玻璃如同流动的蜂蜜一样通过喷嘴缓慢地实现成形,每小时可以打印5公斤。用于制造2017米兰设计周3米高玻璃展示柱MIT打印的玻璃的工艺整体过程很稳定,玻璃透明度高,具有很好的可靠性和可重复性。不过制造的结构仍旧比较简单并不复杂,而且难以避免这种工艺所特有的层叠纹。其主要应用在于建筑外墙和几何定制和可变厚度照明装置,MIT也用起用于控制太阳能透射率的研究。KIT基于光固化的玻璃3D打印工艺卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)开发的玻璃3D打印工艺无须将玻璃加热至熔化,也不是采用激光加工或蚀刻来制造玻璃的结构特征,而是将玻璃纳米颗粒与液体聚合物混合,形成像海绵蛋糕一样的混合物,通过加热或曝光将其硬化成固体。混合玻璃油墨打印完成的固体玻璃颗粒体积比为40-60 %,随后要转入烧结炉中脱脂。在500-600℃的温度下,聚合物可以受控的方式逸出。为了封闭材料中产生的间隙,脱脂完成的部件还需在1300℃下烧结,在此过程中,剩余的玻璃颗粒致密化成无孔玻璃。玻璃的光固化3D打印过程这种工艺的优势在于,打印完的“生胚”玻璃可以进行雕刻、钻孔、研磨或压花,最终成型的玻璃组分在化学和物理性质上与商业石英玻璃没有区别,可以用于生产高纯度玻璃材料,适用于迄今为止只有聚合物适用的任何应用。光固化成型的玻璃制品该技术可用于制造高度集成的微流体化学反应器或紧凑型光学器件,但同时也受到了医疗、汽车和珠宝行业的关注。END未来,3D打印的优势与玻璃的众多独特材料特性(如透明度,强度和化学稳定性)相结合,我们可能会看到更多功能玻璃3D打印的新产品。现代社会中从互联网、智能手机到军事、医疗,如果没有玻璃,这一切都将无法实现。欢迎转发延伸阅读:陶瓷3D打印技术汇总金瓷结合:Xjet将实现多材料一体打印博物馆文创之3D打印的可行性例析当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):玻璃的熔融挤出与光固化3D打印工艺
  • 3D打印+拓扑优化制造542*542*141mm的钛合金无人机框架

    3D打印+拓扑优化制造542*542*141mm的钛合金无人机框架

    542*542*141 mm,目前能够制造这个尺寸金属零件的SLM打印机为数不多,Concept Laser 的X line 2000R构建尺寸为800*400*500 mm,SLM solutions的SLM 800为500*280*850,EOS最大构建尺寸的M400-4也只有400*400*400mm。而生产这款巨大钛合金零件的厂商却来自南非Aeroswift,其增材制造系统的构建能力达到了2*0.6*0.6m。在我们的印象中,往往不知名的公司会生产夸张的机型以博得关注,然而Aeroswift却获得了与Altair、空客以及波音公司的合作。开发世界上最大的金属3D打印机Aeroswift成立于2011年,由南非政府支持,其目标是开发和销售世界上最大的金属3D打印机和部件。这款基于SLM的打印机专为飞机制造而研发,拥有多项专利新技术,除了在尺寸上世界领先外,其加工速度也要比市面现有的SLM打印机快10倍。Aeroswift开发的世界最大金属3D打印机该公司拥有一支由多学科工程师和技术人员组成的团队,他们在3D打印机开发和3D打印部件生产领域拥有丰富的经验。专家团队涉及增材制造、机器制造、软件开发、激光物理、冶金以及航空航天应用等多个领域。其最初的研发重点专注在钛合金,但未来的产品将涵盖到主流的多种合金材料。优化的航空航天3D打印,生产大型金属无人机框架为展示系统的制造稳定性及其对超大型航空航天部件的构建量,Aeroswift日前与Altair合作,开发了一款大型的无人机框架,并采用钛合金SLM工艺进行制造。无人机框架的设计尺寸为542*542*141mm,为了在满足所有组件功能要求的同时提高可制造性,设计工程师使用Altair Inspire TM仿真软件及其拓扑优化功能对组件进行了结构优化。无人机框架结构在第一步中,项目团队规定了无人机飞机和框架的要求。设计过程包括无人机飞行要求规范,电子元件和动力传动系统选择,采用拓扑优化技术的机械设计,美学改进和可制造性改进。为了真正展示Aeroswift系统的功能,设计师必须满足大量严格的制造要求。无人机框架添加支撑除了必须适应SLM系统的构建体积和无人机所需的电机对称放置和高刚度、防冲击失效设计规范,还需要达到15分钟飞行时间内2:5:1的推力重量比。设计团队首先使用具有尽可能少的细节的原始结构创建基本概念设计,然后进行Altair Inspire有限元分析。随后的优化和性能检查确保生成的拓扑结构有助于组件之间所有必需的连接。无人机框架打印过程工程师通过增加分支来分阶段进行拓扑优化,降低查找主要负载路径的计算复杂性,该过程可以确定最佳的壁厚边界。随后,设计团队可以重新创建生成的几何体,进行第二阶段的拓扑优化。打印完成的大型钛合金无人机框架采用SLM技术打印如此巨大尺寸的钛合金部件足以证明Aeroswift系统的稳定制造能力,这是因为部件本身的尺寸很大而且结构复杂,更重要的在于钛合金本身易变性、易开裂。最终的测试结果也显示出拓扑优化和3D打印的成功性。拓扑优化+钛合金3D打印的大尺寸无人机框架细节获空客、波音青睐Aeroswift于2016年推出了第一个展示部件,2017年开始为飞机巨头空客和波音生产原型零件,而不久前该公司对外表示,其通过3D打印制造的一些飞机部件将于今年试飞。Aeroswift打印机装载粉末Aeroswift采用自主研发的3D打印机制造了飞机油门杆、杠杆手柄和燃料箱吊架支架等部件,空客从南非采购的A400M军用运输机零部件也是由Aeroswift提供。Aeroswift为空客A400M军用运输机提供零件看起来,这家南非公司的技术实力得到了充分的体现,而行业咨询公司Wohlers Associates总裁也对它大加赞赏。END新的制造工艺越来越多地被汽车、航空和军事工业作为制造复杂零件的更经济的方式,它可以大量节省燃料和生产成本。南非在世界钛储量中排名第四,这似乎能为Aeroswift开创世界上最大的钛金属3D打印中心带来竞争优势。欢迎转发延伸阅读:3D 打印在航空航天领域的研究现状及国内应用案例俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨珠海航展:看3D打印如何助力中国军备空客为未来航班生成仿生设计 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):3D打印+拓扑优化制造542*542*141mm的钛合金无人机框架
  • 3D打印时代下的数字化和美学追求引领中国口腔产业发展

    3D打印时代下的数字化和美学追求引领中国口腔产业发展

    6.9-12日,北京国际口腔展于国家会议中心举办,笔者徜徉其中最大的感触是,口腔扫描和3D打印已经走上太多品牌的展台,这说明了数字化正在获得口腔产业的普遍认可。与此同时,国内第一次针对口腔产业的全覆盖调研—《全球视野下的中国口腔产业趋势报告》也正式发布,报告直指3D打印时代下的数字化和美学追求正在引领中国口腔产业发展。高速发展的全球口腔产业下的中国现状随着中国GDP的增长和消费升级,口腔跨越医疗和美学多领域的特性,中国口腔市场迅速发展。市场规模约1000-1100亿人民币(约159亿美元),在全球市场中占6%左右。美国以1200亿美元的口腔市场规模占据核心地位。中国口腔医疗机构约10万所,这其中包括口腔诊所(连锁和个体)8万所,综合医院口腔科约1万所,口腔专科医院约1千所,而对于就医的选择,50%的人还是第一选择去综合医院口腔科。全球口腔医疗机构在欧美以规模较小的诊所为主。从牙医数量和市场需求来看,2018中国注册牙医数量约为20万左右,而从业牙医为注册的1.5倍,仍不能满足快速发展的市场需求。欧盟执业牙医约34万名左右。两大趋势引领口腔产业发展数字技术改变了患者和牙科医疗机构甚至牙科厂商之间的互动方式,不断提升着患者的医疗体验,也将在未来为牙科市场的参与者创造全新的机会甚至新型商业模式。对于中国而言,数字化很可能成为中国弯道超车的良机,中国牢牢把握全球口腔数字化趋势,建立数字化牙科医疗体系。2019口腔投资热点1.全数字化闭环成为中国口腔产业发展趋势如今,三维影像、口内扫描仪颠覆了临床制取印模、翻制石膏模型的传统操作流程,可由临床医生直接获取数字牙模。高端诊所都参与到数字化之中,数字化带来新的消费者体验,让顾客享受更舒适便捷的体验。口腔三维扫描椅旁数字化节约了大量时间和成本,连续的数字化过程减少误差,从而提高准确度。目前数字技术的应用主要集中在数字成像、CAD/CAM制作和3D打印等方面,而目标是实现一体化数字解决方案(产品链):口内扫描+ CAD/CAM + 3D打印(种植导板)+直接生产零件来自重点实验室/生产中心。实现数据文件格式统一,确保牙科实验室和牙医之间交流顺畅,研发与临床合作更加密切。批量3D打印的牙模(来自黑格)此外,医疗装备数字化远远不能满足临床需求,节点设备没有高效连在一起,系统功能需要重新优化、设计,真正实现全数字化闭环。2.美学前置带动整个牙科产业链需求发展随着国民收入的增加和居民消费水平的提高,现代人对于美的追求和消费观念的转变,人们的需求不再仅停留在牙齿健康,健康的基础上需要整洁美观。现代数字技术有望在计划阶段给患者留下深刻印象,并呈现出牙体修复的良好治疗效果。由3D打印牙模,通过热压成型加工出的透明牙套美学前置的趋势带动牙科消费显性需求飞速增长,全套整体的设计以美学出发,美学的深入将会带来更多新的治疗需求,也将实现消费者对于美的追求。需求推动增长,患者从美学角度出发,口腔市场的增长又会实现大幅提升。而这一切,离不开数字化,也离不开3D打印。椅旁数字化和隐形正畸、种植的全面驱动种植体、隐形正畸两个细分领域超常规发展带领整个行业以两倍GDP高速发展。1.种植体、隐形正畸规模、增速Top目前,种植体在中国市场规模第一约70亿左右,隐形正畸规模第二为60亿左右。种植体目前领域内的品牌基本以外资为主,但国内品牌也在迅速成长,预计未来将出现几个比较有影响力的品牌。种植体多以纯钛为主,3D打印还较少从下沉度来看,种植体无论在公立还是民营增长都很快,二三线城市接受度很高,口腔种植手术渗透率的提升使得种植体市场高速成长,正在形成从“传统种植”到“部分数字化种植”再到“全数字化种植闭环”的发展。3D打印的种植体导板受美学前置的趋势影响,隐形正畸市场火爆。中国市场Top品牌集中度相对较高,第一梯队品牌隐适美 、时代天使占据了80%以上的市场份额;从区域来看,北上广深集中度最高。公立医院因涉及到科室分布和政策控制,隐形正畸在公立医院增长不高,相对而言,私立、民营增长较快。2.椅旁数字化带来的闭环产业链椅旁数字化的中国市场规模在10亿左右。第一梯队品牌以3shape、登士柏西诺德为主,主要集中在北上广深。椅旁数字化,先临三维名列其中椅旁数字化带来的从口扫+CAD、CAM+数字化导板+3D打印+新材料的闭环产业发展,此外设计端决定了后续治疗方案,完善一体化数字解决方案,完善自己整套设计,决定了后续的治疗方案,以及治疗所用的材料。金属打印的牙冠,多以钴铬合金为主洞察中国企业的优势,多集中在常规口腔设备、口腔材料等传统领域。而国际企业把握住时代发展趋势,占据了椅旁数字化、隐形正畸、种植体等未来优势领域,市场集中度高。这就给了中国口腔产业深思:从底层开始建立自身有技术壁垒的强势口腔品牌,打破产业集聚效能差的状态,突破发展阻碍,从根本上壮大。END在北京国际口腔展现场,直接采用金属打印制造植入体和牙冠仍然未被大多数的厂商所接受。据笔者现场了解,口腔金属打印目前主要受限于有限的材料和设备成本,目前较为成熟的口腔用金属材料仅有钛合金和钴铬合金,而用量较大的纯钛打印则存在一定风险;在设备投入方面,也仅有较大的厂商能够负担的起设备的购入成本。但无论如何,口腔业内的3D打印,正在成为趋势。欢迎转发延伸阅读:3D打印将彻底颠覆口腔正畸治疗方式3D打印在口腔种植领域的应用效果如何?年盈利13亿美元的隐形牙套制造商——隐适美的商业模式 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):3D打印时代下的数字化和美学追求引领中国口腔产业发展
  • 医学3D打印的主要类别及其改变该行业的方式

    医学3D打印的主要类别及其改变该行业的方式

    当Chuck Hall在1983年发明3D打印技术时,他不可能想到这项技术会给医疗保健行业带来多大的变革。从新工艺到新材料,3D打印不断拓展医学领域的应用,它给医疗方式带来改变的同时,也大大改善了人们的健康水平,其影响力每年都在持续增长。本期我们就来探讨3D打印如何改变医疗保健行业。医学3D打印的主要类别3D打印为医疗行业提供了巨大的机会,技术的全球扩张使这一效应继续扩大化。医学3D打印的类别主要包括:类器官、器官和组织制造定制植入物,解剖模型和假肢开发医疗器械制造药物研究、开发及制造手术器械制造医学3D打印的应用范围从工程个性化项目到压缩供应链,能够降低医疗保健行业的成本,缩短交付周期。降低生产成本3D打印允许医生以CT、MRI、X射线和超声影像打印患者的器官模型。通过在生物打印的器官模型上进行术前规划,外科医生可以提前预演复杂的手术,提高手术成功率,手术时间也能缩短30%。3D打印模型用于术前规划3D打印也是生产手术器械的经济有效的方式。手术工具可以在几个小时内完成设计,甚至可以根据外科医生的具体需求进行修改,而且成本低于制造外科器械的其他传统方法,制造精度也更高。外科医生也可以制造在身体内微小空间中使用的更小的手术器械。3D打印的手术器械这也意味着在贫困、偏远以及灾害发生地带,医生可以使用3D打印生产他们所需的医疗用品,改善居民的医疗保健条件。器官和组织制造生物医学公司Organovo正在对肠道和肝脏组织进行生物打印,这可以在体外研究器官并开发针对某些疾病的新药。他们已经获得了关于1型酪氨酸血症的临床信息。从肝脏到心脏,人体器官的3D打印已经取得非凡的成果皮肤移植是非常痛苦的,往往难以达到最佳的美学效果。而如水疗这样的传统解决方案达到的效果也很有限。马德里卡洛斯三世大学的研究人员开发了烧伤患者皮肤的3D打印技术,这无疑会给烧伤和其他主要皮肤伤口的治疗提供新的方式。国内伽蓝集团开发3D打印人工皮肤2016年,科学家将由细胞和明胶制成的3D打印卵巢植入了小鼠体内,这项研究旨在为饱受不孕症困扰的女性寻找解决方案。3D打印也用于卵巢治疗韩国浦项大学的生物医学工程师在2017年使用活体组织进行了生物血管的3D打印研究。其取得的成果对于研究人员未来克隆全尺寸复杂器官至关重要。虽然科学家们估计3D打印可移植的心脏等复杂器官至少还需要十年时间,而肝脏和肾脏则可以在六年内实现打印。中国科学家实现血管打印定制植入物,解剖模型和假肢3D打印可以降低假肢和植入物的制造成本,而且这些假肢通常为患者单独定制,相比批量生产的假肢更加舒适。目前CT、三维扫描、设计和3D打印一体化的解决方案正在改变越来越多残疾人士的生活。在3D打印的植入体案例中,从钛面部植入物重建人脸到钛合金的下颌骨、胸骨,3D打印不仅仅具有定制化的特点,更重要的还在于它能够即时性、快速性制造,这对于挽救病患是极为重要的因素。在医疗定制和个性化解决方案方面,矫正鞋垫和助听器也越来越多采用3D打印制造,医疗保健行业的产品正在变得更加丰富。癌症治疗和研究癌症细胞和患病细胞也被打印出来以便进行更有效地研究。科学家可以研究肿瘤和异常生长是如何发展和演进的。医学3D打印在分析癌细胞、发展癌症治疗方式以及进行更有效的药物检测方面起着至关重要的作用。药理学和3D打印许多人每天要服用多粒药,而医学3D打印将使每个人的药物治疗个性化。3D打印胶囊可以在不同时间内释放其中储存的多种药物。3D打印控释药物研究人员正在开发一种含有三种药物的复方制剂,初步结果显示很有前景,药理学家希望它可以减少药物不良反应和药物需求数量,进而减少人们进服的痛苦。END从医疗用品到器官,生物打印对几乎每个医疗部门都有益。包括骨骼植入和器官打印等技术在内的医学3D打印技术每天都在不断发展,许多人都在为其进步做出贡献。医疗保健行业是一个巨大的市场,而3D打印在未来将会发挥越来越重要的作用。欢迎转发延伸阅读:医疗奇迹:3D打印如何改善我们的生活3D打印如何辅助医生手术,如何宽慰患者医疗案例:3D打印气管支架用于复杂手术3D生物打印的革命:会跳动的心脏,会呼吸的肺和会生长的骨动画揭示:髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):医学3D打印的主要类别及其改变该行业的方式