日前,外媒报道称,混凝土3D打印初创企业RCAM Technologies将与IT服务提供商Accucode,Inc.共同开发用于海上风力发电机的大型3D打印混凝土结构。双方建立了合作伙伴关系,并计划在美国能源部的国家可再生能源实验室(NREL)中完成前期工作,并在Accucode公司科罗拉多斯普林斯的站点进行进一步开发。
据RCAM介绍,该公司希望在陆上和海上风力涡轮机塔架和子结构的开发中利用3D打印,从而将传统的高塔技术的成本降低一半。
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3D打印,是一种快速成型技术,以数字模型为基础,通过将粉末状金属或塑料等可粘合材料逐层打印来构造物体,是未来制造的一个重要补充。考虑到经济性和使用效率,3D目前主要应用在模具制造、设计等环节,但下游非常广泛,涉及珠宝及鞋类设计、建筑及工程施工、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程等多个领域。
与传统制造工艺相比,3D打印具有可成形复杂结构、缩短产品实现周期、产品强度高重量轻、材料利用率高等特点,但其成本也比较高。3D打印技术的特点具体如下:(1)可制造复杂几何结构的部件,实现一体化生产,结构的复杂性不会带来额外的成本。设计师不再受到传统制造工艺的约束,可以更自由地创造零件。(2)缩短新产品研发和实现周期。传统工艺在研发新产品时,需要设计生产新模具,建立装配流程,而3D打印无需模具,工艺流程短。(3)产品具有强度高、重量轻的特点。3D打印部件可以实现传统工艺难以加工的蜂窝点阵结构,在保证性能的前提下,大幅减轻重量。基于3D打印快速凝固的工艺特点,可以实现良好的力学性能,从而保证强度有所提高。(4)材料利用率大幅提高。由于材料是逐层叠加的,在生产过程中几乎不会产生材料的浪费,材料利用率达到90%以上。(5)设备成本和材料成本较高。工业级3D打印设备价格昂贵,少则一两百万元,多则上千万元。此外,由于工艺比较特殊,3D打印对材料有特殊的要求,普通材料需要经过调整。而材料的研发难度大,成本较高,在一定程度上限制了3D打印的发展。
在我国产业升级的背景下,3D打印技术得到国家层面的重视。尤其是2017年12月工业和信息化部联合发展改革委、教育部、公安部、财政部、商务部、文化部、卫计委、国资委、海关总署、质量监总局、知识产权局等12部门印发了《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,为我国的3D打印行业提出了新的目标。
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