随着技术和材料的进步，航空航天、医疗和汽车等行业正在拥抱 3D 打印。
3D增材制造支架系统机。 （由 3D Systems 提供）增材制造和 AM 机器在过去五年中已成为主流。技术进步了。包括金属和复合材料在内的更多材料被用于 3D 打印，其中零件由数字设计制成。从航空航天到医疗再到汽车，各行各业都采用增材制造作为通过原型设计进行设计的一种手段，并且在某些情况下，还生产成品零件的生产版本。新材料和机器的发布已变得很普遍。
“我认为医疗和航空航天是重要的早期采用者，”Scott Schiller 说，加利福尼亚州帕洛阿尔托惠普公司 3D 打印客户和市场开发全球主管。 /p>
最重要的是，3D 打印的进步已经超越了工业巨头的名单。
材料引领潮流
“重大进步以及推动 3D 打印进入新领域的因素Formlabs 是一家总部位于马萨诸塞州萨默维尔的增材技术开发商和制造商，负责产品设计、工程和制造的工业经理 Andrew Edman 说道。
非常脆，但材料性能越来越好，”他说。 “如今，SLA 树脂在功能性原型制作中占有一席之地，并且越来越多地在生产场景中占有一席之地，无论是制造夹具和固定装置，还是为消费者制造最终用途部件。”
“直到最近，低成本打印机只能打印廉价且通常易碎的塑料，”马萨诸塞州剑桥市 3D 打印机制造商 Markforged 的高级应用工程师 Nicholas Sondej 说。
现在，他说，“制造商可以获得可以打印碳纤维复合材料或 MIM 标准金属的廉价机器。此外，今天的 AM 机器具有更高的自动化程度，减少了之前持续维护和保养的需要，这与 CNC 机器的发展没有什么不同。控制光的粒子。 “光子学是我们依赖的核心技术之一，”位于南卡罗来纳州罗克希尔的 3D Systems 高级研发总监 Scott Turner 说。
成本”是“创造新的（3D打印技术nologies）要容易得多，”他说。他说，光子学正在进步，部分原因是自动驾驶汽车的发展。 “我们正在从正在开发此类技术的行业中获益”。
通用电气只是在 3D 打印上投入巨资的著名工业公司之一。该过程长期以来一直有望实现新的、更高效的设计。例如，与传统制造相比，GE 推出了需要更少零件（得益于 3D 打印）的燃料喷嘴和飞机发动机。添加剂也是一种为不再生产但仍在使用的旧零件和工具生产新备件的方法。
HP 的 Schiller 说添加剂有助于加快新组件和产品的开发。
关注大批量零件
马车内饰rkforged 增材制造机。 （由 Markforged 提供）惠普在芝加哥举行的 2018 年 IMTS 上推出了一项名为 HP Metal Jet 的技术，该技术旨在生产大批量零件。公司与 GKN Metallurgy 和 Parmatech 建立了合作伙伴关系。 GKN 将部署该技术来为汽车制造商大众汽车公司等客户提供服务。 Parmatech 将使用 HP Metal Jet 技术为客户制造零件，包括医疗设备制造商。
“我们看到制造商对 3D 打印的兴趣更加一致，”Schiller 说。 “其中最重要的是我们自己的公司。我们自己都感到惊讶。”然而，“我们的旅程还很早。每家公司都在处理进入市场的紧迫性。设计错误的风险会增加。”但他说，3D 打印可以加快开发速度，并有机会确保制造商把事情做好。 “这是能让你放松的东西房间……风险状况降低了。”
此外，3D 打印正以混合机器的形式与减材加工相结合，既可以打印又可以切割零件。马扎克公司是追求混合战略的公司之一。除了制造标准机床外，这家总部位于肯塔基州佛罗伦萨的公司还生产使用粉末和热线进行 3D 打印应用的混合机器。
对于粉末，“我们不断添加新合金并混合合金，”马扎克高级多任务经理 Joe Wilker 说。他说，钛是“一个挑战，但我们会去做。我们需要建立更多的粉末数据库。我在哪里设置我的机器参数？有时我们不得不尝试和错误。”
同时，他说，“我们对热线抱有很大希望。沉积率超出了我们的预期。我们每小时推六磅。”使用金属丝，“钛变得非常简单。它＆rsquo;成本更低。它几乎是一台机床内的 MIG 焊机。”马扎克将 3D 打印视为其主要业务的补充。 “3D打印会取代机床吗？不，”威尔克说。他说，混合机床是“工具箱中的另一种工具。”
软件改进
伊利诺伊州林肯郡 GF Machining Solutions 的产品经理 Jon Carlson 说，软件是一种增材制造的主要因素。
“我们看到的两个最重要的事情是软件的发展，创造更快的速度和更快的构建时间，”他说。软件“对用户更友好”。
3D Systems 和 GF Machining 宣布了一款联合机器 DMP Factory 500，他们将其描述为
“旨在转变金属制造的可扩展制造系统”。
GF Machining 隶属于瑞士公司 Georg Fischer。一些 3D Systems 机器将在 Georg Fischer 工厂制造。
“我认为市场已经完成了做得很好，”卡尔森说。他说，合金是为医疗和航空航天市场开发的。 “我们开始看到的下一阶段是为全新市场开发的材料。软件更新将继续发展，因此我们可以加快增材过程。”
公司期望 3D 打印有更多的工作。
“3D 的机会经常出现在时间紧迫或当你不能以正常方式做事时，当没有时间外包零件或让它们加工时，就会出现一些问题，”Formlabs 的埃德曼说。 “我见过很多只能用幸福的意外来形容的例子。”
什么样的意外？ “他们在打印机上尝试了一些东西，常常不好意思地承认他们没想到它会起作用——当它起作用时，它永久地改变了该组织解决问题的方式。”
福特的工具 3D 打印
在 3D Systems 机器上进行增材制造操作时火花四溅。（由 3D Systems 提供）
2018 年底，密歇根州迪尔伯恩的福特汽车公司。 , 对其位于底特律郊外的密歇根州雷德福的先进制造中心进行了媒体参观。增材制造是该设施的重要组成部分。
该中心测试来自 HP、EOS、Stratasys 和其他公司的 3D 打印机供应商。机器的数量和类型随时间变化。截至 2018 年底，福特拥有 23 台打印机，并与另外 23 家增材制造公司合作。
福特使用 3D 打印机制造小型工具，工厂的夹具和固定装置。该公司表示，其组装 Ranger 皮卡的密歇根装配厂拥有五个 3D 打印工具。
3D 打印机是福特为使汽车制造商的制造业务现代化而做出的更广泛努力的一部分.
EOS 应用和咨询总监 Greg Hayes 表示，他的公司希望更多地进入生产部件。
对于新材料，他说，“重要的是这些材料开辟新的应用......你不不需要大量备件库存。您可以按需制作更多。使用添加剂可以让您解锁新的应用。”
那么未来五年左右会发生什么？
“新合金和新合金材料将在未来，”EOS 的 Hayes 说。 “机器正走在变得更快、更大的可预测道路上。”
未来：多云但光明？
“预测水晶球并不容易，”3D Systems 的特纳说。 “为了实现增材制造的所有潜在好处，您必须拥有能够超越仅在计算机中定义形状的软件。需要开发新的软件来控制材料特性 w在一个形状中。我还认为金属打印中新型合金混合物的未来是光明的……这将推动对更好、成本更低的增材制造系统的需求。谁会猜测哪些应用和产品首先受益。”
未来五年，预计该行业将与前五年一样活跃。
“增材机将成为工作单元中的生产模块可以创建完整的产品，”3D Systems 的特纳说。 “我认为单个机器只做一件事的时代即将结束，而且很快就会结束。”
Formlab 的埃德曼说，“增材制造技术开辟了设计零件、整合组件、重新构想供应链——但并非所有这些好处都是必然的。”
“我认为我们正处于一个融合点，拥有工程专业知识、强大的软件
工具，以及更具竞争力的金属印刷成本，应用领域正在显着开放，”他继续说道。 “我们正处于这样一个时刻，金属打印零件的经济性和易用性正在发生根本性的变化，但这种变化仍需要时间。”
行业高管预计未来五年会有更多进展。
“软件更新将始终不断发展，因此我们可以加快增材工艺，”GF Machining 的 Carlson 说。 “我们将看到所有这一切都变得更好。”
EOS 的 Hayes 补充说：“随着合法制造项目的数量不断增加，我们已经达到了临界质量。在过去的几年里，我们已经度过了一个转折点。人们正在使用 [增材制造] 来制造零件。”
“如果放眼未来五年，您会发现增材制造被用于更大规模的生产，”惠普的席勒说。 “人们正在寻找崩溃供应链的机会。肯定会降低成本。”
3D Systems 的 Turner 说：“现在只有大量的传统金属铸造正在从增材制造的数字模型中发生。” “在不久的将来，它将成为传统制造和增材制造的大熔炉。”
问题是所有这一切需要多长时间。
“我们正处于金属打印零件的经济性和易用性正在发生根本性变化的时刻，但这种变化需要时间，”Formlabs 的埃德曼说。 “我预计航空航天、医疗和汽车应用仍将是 3D 打印金属部件的主要目标。”尽管如此，他表示“工业设备和家电零件等更普通用途的份额”将“迅速上升”。
Sondej。 “尽管事实上我们可以接近 100 微米左右在可重复性方面，关键任务应用——尤其是在航空航天领域——要求每次打印时零件都近乎完美。”
此外，Markforged 应用工程师预计“我们将看到更多材料，从新型复合材料和塑料到新型金属制造。但 AM 技术的真正进步将来自设计符合大型制造商需求的系统。”
