1.制造精度问题
3D打印技术的成型原理是层层堆叠成型,这使得其产品中普遍存在台阶效应(图1-15)。尽管不同方式的3D打印技术(如粉末激光烧结技术)已尽力降低台阶效应对产品表面质量的影响,但效果并不尽如人意。分层厚度虽然已被分解得非常薄,但仍会形成“台阶”,对于表面是圆弧形的产品来说,精度的偏差是不可避免的。
图1-14 3D打印多材料混合彩色模型
图1-15 3D打印产品呈现的台阶效应
目前,很多打印方式都需要进行二次强化处理,如二次固化、打磨等,其对产品施加的压力或温度,会造成产品材料的形变,进一步造成精度降低。
2.产品性能问题
层层堆叠成型的方式,使得层与层之间的衔接无法与传统制造工艺整体成型的产品的性能相匹敌,在一定的外力作用下,打印的产品很容易解体,尤其是层与层之间的衔接处。
现阶段的3D打印技术,由于成型材料的限制,其制造的产品在诸如硬度、强度、柔韧性和机械加工性等性能和实用性方面,与传统制造加工的产品还有一定的差距。这一点在民用领域的产品上体现得较为明显,多用于产品原型或验证设计模型时使用,作为功能部件使用略显勉强。3D打印在工业制成品等高端应用中,在精度、表面质量和工艺细节上有很大提升,在航空航天、医疗、军事等领域有较多的功能性应用。(www.xing528.com)
3.材料问题
目前可供3D打印机使用的材料,尽管种类在不断地扩大,但相对于应用需求来讲还是太少,即使可以在3D打印机上使用,其产品的功能性如何尚未可知。
此外,由于3D打印加工成型方式的特殊性,很多材料在使用前需要经过处理制成专用材料(如金属粉末),这使得打印的产品在质量上与传统加工产品的质量有一定的差距,影响应用。另一些快速成型方式制成的产品表面质量较差,需要经过二次加工等后处理才能应用。对于具有复杂表面的3D打印产品,支撑材料难以去除,也对产品质量和应用构成影响。
4.成本问题
目前,使用3D打印机进行生产制造,高精度核心设备价格高昂,成型材料和支撑材料等耗材需制成专用材料,价格不菲,这使得在不考虑时间成本时,3D打印对传统加工的优势荡然无存。
在现有的技术条件下,打印成品的表面质量还需进一步后处理,当后处理成为必要环节时,人力和时间成本也随之上升。
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