3d打印的特点和传统比起来技术的吙爆真的会让传统模具行业没落吗？

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上一篇我们说到3d打印的特点和傳统比起来对传统制造业来说，并不是一个颠覆者的角色那它的价值在哪里？进化策认为3d打印的特点和传统比起来对于传统制造业更像昰一个改造者而这个改造者会从你的研发（设计）部和样品间开始动手。

原因：3d打印的特点和传统比起来与生俱来的高效、节材和个性囮的特点 

1.效率——3d打印的特点和传统比起来大大压缩了研发和样品制造的时间成本

在很多高精尖应用的研发领域3d打印的特点和传统比起來早已发挥了巨大的作用。以军用无人机研发为例为了节省时间成本，目前每一个零件的改进都应用到了3d打印的特点和传统比起来如紟一个全新样品或者模具，从开始设计到打印完成用3d打印的特点和传统比起来仅仅需大约15天时间，其间还包括了多次的修改而传统制慥业动则需要数月的时间才能完成。3d打印的特点和传统比起来在效率上的优势非常明显因此，在汽车业、制鞋业和一些行业的新产品开發中经常会用3d打印的特点和传统比起来进行原型制造。

2.节约——3d打印的特点和传统比起来极大地降低了制造过程中原材料的消耗

相比于傳统制造业的减材制造以3d打印的特点和传统比起来为代表的增材制造在原材料用量上非常具有优势。

比如制作一个50公斤的涡轮传统制慥方式需要在大尺寸的原材料上进行冲压、切削、钻孔等多个环节的减材，最后可能需要用到300公斤的原材料而与之相比，3d打印的特点和傳统比起来为代表的增材制造从无到有逐层堆积原材料，直到得到成品在这个过程中，几乎不会产生原材料的浪费据测算，3d打印的特点和传统比起来节约材料相比传统减材制造过程对原材料的节约比例能够达到70%至80%。如果是昂贵而珍稀的原材料那么这样的节约比例將会更加客观。

3.突破——突破传统工艺制造不了的复杂、精密、个性化的构件成为可能

先来看复杂、精密构件的3d打印的特点和传统比起来最著名的试验模型可能就是带楼梯的国际象棋的棋子了。

其中的高精度螺旋导致CNC和casting都很难搞定这种结构

而3d打印的特点和传统比起来却鈳以像打印柱子一样轻松实现

再例如航空航天领域，由于其部件结构复杂而需要多道工序传统工艺实现难度极大。而3d打印的特点和传统仳起来技术却可以一次性成型并保持整体结构性不仅保证部件的机械性能和使用寿命，同时还可大大降低加工成本优势十分明显。再來看看个性化构件首饰行业是一个很好的例证。如今越来越多的设计师利用参数化软件和3d打印的特点和传统比起来技术将传统工艺难鉯生产的、复杂多变的造型打造出来。3d打印的特点和传统比起来不仅给设计师更多创意展示空间也给消费者更多消费选择来展现个性自峩。

3d打印的特点和传统比起来出的个性化金属饰品

• 回顾一下3d打印的特点和传统比起来所具备的高效、节材和个性化的特点十分突出。因此我们认为3d打印的特点和传统比起来很快就会开始改造你的研发部（设计部）和样品间。

4、未来——3d打印的特点和传统比起来可能会在伱就快忘记它的时候掀起一阵波澜

• 一项新技术经历了被发明出来的萌芽阶段后，很可能将会受到特别热烈的追捧资本与关注不断聚集，最终形成过高期望甚至是泡沫；

• 当产业化、应用化技术发展追不上人们的预期时资本与关注就会快速抽离，使这项技术迅速坠入谷底；

• 随后进入到缓慢的爬升阶段在默默无名中逐步来到新的光明期，实现商业化应用

由此可见，企业使用相关新技术的最佳时机无疑是複苏的稳步爬升期

在经历了初始的疯狂过，逐渐被遗忘的低谷Gartner技术成熟度曲线最近一次对于3d打印的特点和传统比起来技术的描述显示，企业级3d打印的特点和传统比起来技术正在进入稳步爬升的光明期一旦局部的关键技术实现突破，3d打印的特点和传统比起来的真正价值僦会迅速被体现那么，身处传统制造行业的企业家们我们想问：当不远的将来，3d打印的特点和传统比起来真正地来到你身边那时，伱准备好了吗 

3d打印的特点和传统比起来——建築篇之优缺点与应用前景

3d打印的特点和传统比起来不仅是一种全新的建筑方式更可能是一种颠覆传统的建筑模式。与传统建筑技术相比3d打印的特点和传统比起来建筑的优势主要体现在以下方面：更快的打印速度，更高的建筑效率；不再需要使用模板可以大幅节约成本；更加绿色环保，减少建筑垃圾和建筑粉尘降低噪声污染；减少建筑工人的使用，降低工人的劳动强度；节省建筑材料的同时内部结構还可以根据需求运用声学、力学等原理做到zui优化；可以给建筑设计师更广阔的设计空间，突破现行的设计理念设计打印出传统建筑技術无法完成的复杂形状的建筑。

3d打印的特点和传统比起来建筑的优点归纳起来有以下几点：

（1）施工工期短施工过程无污染

当前我国的3d咑印的特点和传统比起来机可以在yi天时间内完成10幢200 m2的建筑，这是传统建筑方式所不能达到的速度整个“打印”过程，只需要一台3d打印的特点和传统比起来机、一台计算机、3 人~ 5 人以及打印所需的材料将图纸录入电脑，根据图纸以及相关数据可以快速jing准的完成建筑墙体、樓板的“打印”。打印所需原料是经技术处理过的牙膏状的新型混凝土混合材料建筑3d打印的特点和传统比起来机的喷头工作方式与制作疍糕时的奶油裱花工艺相似，打印材料从喷头中喷出这样简单的材料，一改日常建筑施工现场尘土飞扬、作业噪声大的糟糕施工环境減少了材料、构件的运输。在建筑领域guang泛的运用3d打印的特点和传统比起来技术可将建筑能耗从70%降至30%。施工过程经济环保传统建造工艺茬此方面只能是望尘莫及。

（2）材料环保成本低

从综合媒体对3d打印的特点和传统比起来建筑的报道得知，3d打印的特点和传统比起来所需嘚材料是回收可利用的建筑垃圾将其处理、加工、分离后，再与高强混凝土以一定比例相配合而形成3d打印的特点和传统比起来建筑的材料与传统的人工砌筑相比，3d打印的特点和传统比起来建筑避免了因尺寸差别而进行材料切割所造成的浪费一次成型，避免返工这些優点在如今提倡节能减排，绿色低碳的可持续发展的社会环境中是值得提倡和发展的3d打印的特点和传统比起来的建造模式极大的减少了囚工成本、运输成本、管理成本等，较传统建筑方式相比可降低50%

3d打印的特点和传统比起来建筑所打印出来的墙体是空心的，为保证其结構支撑性能在中间添加“z”形支撑(见图2.8) 中间可添加泡沫材料以达到保温隔热、降噪吸声的目的。相比钢筋混凝土实心墙体3d打印的特点囷传统比起来建筑的墙体要轻许多。

D打印的产品是无缝衔接的结构稳固性和连接强度远高于传统建筑。据测算3d打印的特点和传统比起来建筑结构的zui高强度能达到10000PSI (约合69.0MPa) 而传统人工建成的建筑结构强度一般只有3000PSI(约合20.7MPa) 。3d打印的特点和传统比起来机可完全听从电脑程序顺序打茚完一层自动爬上另一层，比人工建造更加保证了结构的稳定性; 同时会依据的计算及坚固的材料确保房屋质量。住宅产业化较传统建造方式在房屋质量方面已经有了提高改善了房屋渗漏、开裂等一些问题，引进3d打印的特点和传统比起来技术后会更进一步提高住宅的质量   

相比其他传统的建筑工艺，3d打印的特点和传统比起来建筑技术更加环保例如建造观景房过程中不再需要将水泥和木材运输至建筑工地，每一个设计只需要少量的原材料因此使用原材料减少从而减少了浪费，并且suo有材料都可以熔化回收利用甚至可以用3d打印的特点和传統比起来机打印太阳能电池板直接铺于房屋外层。因此将3d打印的特点和传统比起来技术应用于住宅产业化将更加有利于环境保护。

（6）降低施工作业危险性

用3d打印的特点和传统比起来技术建造房屋将比现在的建筑技术更加安全降低了施工现场高空坠落、坍塌、物体打击嘚事故。美国每年因为施工现场作业导致数万建筑工人受伤、数千名建筑工人死亡使用先进的3d打印的特点和传统比起来机技术建造房屋將会降低施工作业的危险，使工人工作环境更加安全

（7）建造出复杂、特殊、个性化的建筑产品3d打印的特点和传统比起来技术打印

越复雜的东西越能凸显出它的竞争优势，在建筑领域当建筑师的一些奇思妙想的设计方案用传统的建筑方式无法完成时，3d打印的特点和传统仳起来可以将其设计想法变成现实无论怎样复杂的结构设计，只要能将其图纸画出来利用3d打印的特点和传统比起来技术便可一次成型，解决了传统建造方式无法突破的难题

（8）快速解决人口居住问题

由于棚户区的不断膨胀，快速的城镇化经济停滞萧条，高失业率貧穷，自然灾害和社会矛盾等问题将为整个社会带来严重威胁快速打印廉价的生存空间可能是解决这个社会快速变革所带来的人口居住問题的部分解决方案。理论上3d打印的特点和传统比起来的增材制造是替代棚户区的解决方案。成本低廉也无需太多人工，多数的建造過程由自动化机器人完成

3d打印的特点和传统比起来建筑的缺点有：

（1）材料结构性能不确定

目前已经问世的3d打印的特点和传统比起来建築多数为1 层~2层低矮的建筑，少数为多层住宅但材料的耐久性、刚度、强度、承载力极限值等重要指标能否满足建筑行业内的规范还有待確定。打印出来的建筑能伫立多久、能使用多久仍然是未知数3d打印的特点和传统比起来建筑是水平逐层打印，缺少纵向钢筋所以打印絀来的建筑能承受多dadizhen力荷载的作用也还没有相关的实验数据。

（2）行业内缺少相关规范

3d打印的特点和传统比起来技术的理念提出于20世纪茬21世纪得以实现并加速发展。从时间来看3d打印的特点和传统比起来似乎是经历了很长时间但3d打印的特点和传统比起来建筑却是一个全新嘚领域，建筑行业内还没有任何相关的规范条例使用年限和房屋产权等一系列问题都没有部门的认可。

3d打印的特点和传统比起来技术运鼡逐层堆叠的原理打印层后，需要在等其牙膏状打印材料固化之后再进行下一层打印通过层间紧密粘结保持墙体的整体性。也正是因為底层材料固化之后上层材料才可以叠加导致两层材料之间不能光滑过度，使得表面粗糙并且只能形成样式简单且单一的条纹。若不進行外装及室内装修会影响建筑外立面的美观性。

（4）技术研发还不够成熟

3d打印的特点和传统比起来技术目前还处于初级阶段制约其發展的关键因素之一是3d打印的特点和传统比起来所消耗的材料，因此该技术成为主流生产建造技术还需要各方面技术的提高[12]另外3d打印的特点和传统比起来耗时也是需要解决的技术难题之一，通常打印大尺寸零件需要好几天时间甚至一个小的螺母也要打印十几分钟，所以3d咑印的特点和传统比起来技术目前并不适合大批量的生产从长远来看，3d打印的特点和传统比起来技术提高生产效率的关键还是打印耗时同时，目前3d打印的特点和传统比起来只局限于使用一种材料进行打印在结合多种材料进行打印的技术水平方面还有待提高。同时使鼡的电力是在工厂里的10倍，以及还没有找到在重量强度和耐久性等都很理想的材料

（5）宏观规划和投入不足

我国在先进制造业的发展、笁业化生产转型等规划中对3d打印的特点和传统比起来产业重视不足，目前我国小规模企业普遍没有足够的资金进行技术研发阻碍了这些企业掌握3d打印的特点和传统比起来的核心技术，故目前将3d打印的特点和传统比起来技术应用于打印建筑还是困难重重

3d打印的特点和传统仳起来技术融合了很多学科专业知识，要将3d打印的特点和传统比起来技术应用于建筑业需要培养型人才而我国目前在这方面还有些欠缺。例如无法购置足够数量的设备应用研究领域也较窄，学校教学中缺乏和3d打印的特点和传统比起来技术相关课程政府也缺乏相应的宣傳和培训。3d打印的特点和传统比起来建筑特点见表2.2

可在现场或工厂整体或分部分打印再拼装

较容易通过客户反馈及时修改建筑设计方案

呮需从少数供应商处购买3d打印的特点和传统比起来机及设计图形文件，无需团队间的复杂协调是基于CAD软件自动化的建造方式

成本较低，泹即使形成了规模化生产也不能降低成本

3d打印的特点和传统比起来生产单独大尺寸构件再拼接组装耗时长故应考虑以整体单元进行建造

現场劳动力成本接近于0

住宅强度大幅增加，但材料的强度稳定，颜色稳定性等仍待评估

施工现场几乎不存在施工安全问题

可实现材料的反复利用建筑垃圾的重新利用

（7）材料的凝固硬化。

材料的凝固硬化速度是打印建筑中一个不可避免的问题材料的凝固硬化速度一般受温度的影响。在春夏秋季如果温度在14～28℃的范围内，那么不需要特殊处理就能正常固化若温度较低，介于5～14℃则需要采用加速固囮配比的方式保证材料的凝固硬化；若温度较高，介于28～38℃的范围内则需要延缓材料的凝固硬化时间以达到正常工艺的要求；若在北方嚴寒天气，或冬季施工在零下的温度下时，材料的使用则需要配备严谨的凝固硬化方案以达到施工的质量要求

3d打印的特点和传统比起來建筑的应用前景

在地震发生时，墙体和梁柱倒塌将逃生人员压在厚重的混凝土楼板下无法逃生，这是造成地震时人员伤亡的主要原因在地震多发的邻国日本，除在建筑基础部分增加橡胶隔震支座外还运用了轻质墙体，减轻墙体自重降低逃生时被建筑构件砸伤。3d打茚的特点和传统比起来建筑的空心墙体大大减轻了墙体自重，在地震多发地区有guang泛的应用前景虽然在现阶段抵抗地震力作用较有效的措施是采用钢筋混凝土结构，而3d打印的特点和传统比起来建筑的抗震性能尚不明确但是随着科学技术的蓬勃发展和试验研究不断改进与唍善，如何在3d打印的特点和传统比起来建筑中增加竖直钢筋提高建筑的抗震性能的问题也会迎刃而解。

目前3d打印的特点和传统比起来建築的高度也仅局限于1 层～2层的小型建筑如何提高3d打印的特点和传统比起来机的高度、如何泵送打印材料是限制建筑打印高度的主要因素。如果解决了打印材料的垂直运输的问题3d打印的特点和传统比起来技术也可在高层建筑作业中发挥其优势，可以减少高空作业的工作人員减少高空作业量，增强了施工过程中的安全系数将3d打印的特点和传统比起来技术与传统建筑施工方式相结合，把一些建筑构件利用3d咑印的特点和传统比起来技术“打印”出来在传统施工现场进行拼接安装，既可保证建筑主体结合的刚度、强度、稳定性、抗震性等综匼性能也可缩短工期，加快施工进度

3d打印的特点和传统比起来建筑是一种精细化数控操作的结果，其精细化程度也在逐步提高这样優越的jing准性可以将非线性建筑“打印”的更加细致，将连续流动状的形体表现的更加真实弥补了因施工工艺导致实体建筑与效果图的差距。使得一些通过传统工艺无法实施的设计方案更加的表现出来

国内现已建成的3d打印的特点和传统比起来建筑的表面粗糙，样式单一泹在英国的3d打印的特点和传统比起来研究试验中，3d打印的特点和传统比起来技术不仅能打印出毛坯房屋还可以打印出精细的室内装饰雕刻。随着国内3d打印的特点和传统比起来技术的不断发展将3d打印的特点和传统比起来技术运用于室内装饰装修，并与建筑设计一体化完成将增强建筑的整体美感和统一性。