Industria de impresión 3D de la industria del aluminio de China

La tecnología de impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, se originó en Estados Unidos. La tecnología de fotopolimerización fue desarrollada originalmente por Charles Hoole en 1986 y se fundó 3D Systems. Desde entonces, después de más de 20 años de desarrollo, la tecnología de impresión 3D ha mejorado día a día y las ventas de productos y servicios relacionados han seguido aumentando. Según estadísticas de Wohlers Associates, de 1992 a 2017, la tasa de crecimiento anual compuesta de los ingresos comerciales de productos de impresión 3D y servicios relacionados fue del 25,4%. En el mundo, el país que produce y compra más impresoras 3D es Estados Unidos, y la participación de mi país es muy pequeña. En 2020, la cuota de mercado mundial de la impresión 3D alcanzará aproximadamente los 12 mil millones de dólares estadounidenses: Estados Unidos representa aproximadamente el 50 %, Europa representa aproximadamente el 25 %, mi país y Japón representan cada uno aproximadamente el 10 % y otros países y regiones representan aproximadamente el 5 %.

La industria de la impresión 3D es una industria versátil que puede fabricar casi cualquier producto y los materiales utilizados pueden ser metálicos o no metálicos. Entre los materiales metálicos utilizados, la aleación de aluminio es la más utilizada. La tecnología de impresión 3D se puede utilizar para todas las piezas, artículos, equipos, etc. que se pueden fabricar con tecnología tradicional. A partir de 2019, la industria de la impresión 3D de mi país ha acelerado su velocidad de desarrollo y ya se encuentra en el nivel líder mundial en algunos productos. Sin embargo, todavía existen algunas brechas en comparación con los países avanzados en general, y podría convertirse en un líder mundial alrededor de 2025.

Imprimieron en 3D el primer superdeportivo del mundo

Cilindros de motor de automóvil impresos en 3D están disponibles

En 2014 se lanzó al mercado el primer coche impreso en 3D del mundo. Más de 40 piezas de la carrocería del automóvil están impresas con aleación de aluminio. En 2015, la estadounidense Divergent Microfactories (DM) lanzó el primer superdeportivo impreso en 3D del mundo, "Blade".

Para promover la aplicación de la tecnología de impresión 3D en la industria automotriz, Ford y ExOne formaron un equipo de investigación compuesto por ingenieros, científicos de materiales y expertos en fabricación en 2019. La aleación de aluminio 6061 se utilizó como material y tecnología de impresión 3D para imprimir el prototipo del bloque de motor del automóvil (bloque de motor). El rendimiento de esta muestra es mejor de lo esperado, se ahorra más del 30% de las materias primas y el período de fabricación se acorta considerablemente.

La aleación 6061 es un tipo de aleación de aluminio forjado con una larga historia y buenas propiedades integrales. Su composición calibrada (% en masa): Si0.40-0.8, Fe0.7, Cu0.15-0.40, Mn0.15, Mg0.8-1.2, Cr0.04-0.35, Zn0.25, Ti0.15, otras impurezas son 0.05 individualmente, totalizando 0.15, y el resto es Al. La aleación 6061 es un tipo de aleación de Al-Mg-Si, su fase de fortalecimiento es Mg2Si y su contenido de Mg2Si es ≥1,4%. Para mejorar el rendimiento fuerte, se agrega 0,25% de Cu y 0,2% para compensar el efecto adverso del Cu sobre la resistencia a la corrosión. %Cr. La aleación puede obtener una mayor resistencia después del tratamiento térmico, pero debido a su alta sensibilidad al enfriamiento, es necesario volver a tratarla y enfriarla en agua para obtener una mayor resistencia después de la extrusión. La temperatura de enfriamiento de la aleación 6061 es de 515 ℃ -525 ℃. Es mejor envejecer artificialmente lo antes posible después del enfriamiento (160 ℃ -170 ℃, 8 h-12 h, T6) para obtener una mayor resistencia, pero después del enfriamiento, si se deja a temperatura ambiente durante más de 30 minutos, el envejecimiento Las palabras son muy perjudiciales para la resistencia. Las aleaciones con Mg2Si superior al 1% se dejan a temperatura ambiente durante 24 horas y su resistencia es aproximadamente un 10% menor que la de las aleaciones que se envejecen inmediatamente después del enfriamiento. Este fenómeno se denomina "efecto aparcamiento" o "retraso del envejecimiento". Sin embargo, para aleaciones con Mg2Si inferior al 0,9%, el tiempo de estacionamiento es beneficioso para la resistencia. Este efecto está relacionado con la capacidad de nucleación del grupo de átomos de soluto vacante formado durante el estacionamiento a temperatura ambiente y la temperatura crítica de nucleación TC. La Tc de la aleación de alta concentración Al-Mg2Si es superior a 170 °C, y el grupo de soluto vacante formado a temperatura ambiente es pequeño, lo que no alcanza el tamaño crítico y también provoca la reducción de la sobresaturación de la base. Por lo tanto, durante el envejecimiento artificial sólo se forman racimos de unos pocos tamaños. Se transforma en una fase precipitada y debido a que la concentración de la matriz disminuye después de la formación del grupo, no se puede formar un nuevo núcleo cristalino de forma independiente, por lo que sólo se puede obtener una fase precipitada gruesa y de baja resistencia. Por el contrario, cuando la aleación de baja concentración se envejece artificialmente después de haber sido estacionada, se obtiene una fase de precipitación altamente dispersa, lo que es beneficioso para la resistencia. Esto puede estar relacionado con las diferentes condiciones de nucleación de aleaciones de baja concentración. Agregar Cu menos del 0,4% puede reducir los efectos adversos del efecto de estacionamiento porque el Cu puede reducir la velocidad de envejecimiento natural de la aleación AI-Mg-Si.

El Fe es una impureza dañina de la aleación AI-Mg-Si, que no es buena para la resistencia. Una pequeña cantidad de impureza de Zn casi no tiene efecto sobre la resistencia. Los elementos traza de tierras raras RE pueden mejorar significativamente el rendimiento del proceso de fundición, procesamiento y tratamiento térmico de la aleación de Al-Mg-Si para cables conductores. Agregar 0,1% de RE a la aleación Al-0,6Mg-0,6Si no solo mejora la calidad del lingote, sino que también mejora el proceso de trefilado y aumenta el rendimiento. Se puede templar directamente después del laminado en caliente, eliminando la necesidad de tratamiento con solución, ahorrando energía y mano de obra. Después del envejecimiento (165 ℃/4 h), la resistencia se puede aumentar en aproximadamente 15 MPa y la resistencia se puede reducir en más del 2 %.

Propiedades mecánicas típicas de la aleación 6061: resistencia a la tracción 316 MPa, límite elástico 281 MPa, alargamiento 12 %.

Productos típicos de impresión 3D en mi país Clasificados entre los más avanzados del mundo

En los últimos años, mi país ha logrado logros extraordinarios en la impresión 3D de productos de aleación de aluminio, y algunos productos de impresión 3D se encuentran entre los avanzados del mundo.

La aleación de aluminio tiene excelentes propiedades a baja temperatura y varias propiedades mecánicas aumentan simultáneamente con la disminución de la temperatura. Es un material excelente para la fabricación de equipos de baja temperatura. Si Japón y Estados Unidos lanzan naves espaciales con hidrógeno líquido (-252,8 ° C) y oxígeno líquido (-183 ° C), el tanque de combustible estará soldado con una placa de aleación 2219, por lo que el autor cree que el tanque de combustible líquido y el cuerpo del tanque de mi país. El anillo de conexión también puede estar hecho de aleación 2219.

El 4 de agosto de 2006, Southwest Aluminium (Group) Co., Ltd laminó un anillo gigante de aleación de aluminio con un diámetro de 5 m.

En enero de este año se lanzaron piezas impresas en 3D de aleación de aluminio 2219, prototipo de anillo de conexión para vehículo de lanzamiento de servicio pesado de aleación de aluminio de alta resistencia de clase 10 m.

La muestra de anillo de conexión para vehículo de lanzamiento de servicio pesado de aleación de aluminio de alta resistencia de clase 10m es la primera muestra de anillo de conexión para vehículo de lanzamiento de servicio pesado de aleación de aluminio de alta resistencia de clase 10m realizada por el Centro Nacional de Innovación de Fabricación Aditiva y el equipo del académico Lu Bingheng de la Universidad de Xi'an Jiaotong utilizando tecnología de impresión 3D. . El prototipo utiliza la tecnología de fabricación integrada de materiales de aumento y reducción de fusibles de arco y ha logrado importantes avances tecnológicos en la estabilidad general del proceso de fabricación, el control de precisión, la deformación y el control de tensión.

El anillo de aleación de aluminio súper grande de 10 m es la estructura clave que conecta la sección del tubo, la parte inferior delantera y trasera del tanque del vehículo de lanzamiento pesado y el espacio entre la caja del cohete. El anillo de aleación de aluminio súper grande de 10 m tiene una masa de aproximadamente 1 tonelada y adopta un equipo de proceso colaborativo multifilamento. El proceso de impresión se simplifica enormemente, el coste se reduce considerablemente y el ciclo de fabricación se acorta considerablemente, que sólo tardaba 30 días. En la actualidad, la finalización exitosa del anillo súper grande con la tecnología de impresión integrada de suma y resta de materiales utilizada esta vez es la primera en el mundo. Este logro ayudará a que la impresión 3D continúe desarrollando la industria aeroespacial de mi país y, al mismo tiempo, brindará soporte técnico para la preparación rápida de piezas importantes en la industria aeroespacial de mi país.

El cable de impresión 3D puede utilizar aleación de aluminio 2219. La aleación de aluminio 2219 es un tipo de aleación de aluminio de alta resistencia de la serie Al-Cu, que se ha utilizado ampliamente en las industrias aeroespacial, de defensa nacional y militar. Su composición calibrada (% en masa): Si0.2, Fe0.3, Cu5.8-6.8, Mn0.2-0.4, Mg0.02, Zn0.1, Ti0.02-0.1, V0.05-0.15, Zr0.1-0.25, otras impurezas son 0.05, un total de 0.15, el resto es AI, ahora se ha desarrollado para 4 aleaciones, las otras tres son 2319, 2419, 2519.

La aleación de aluminio 2219 se formó en 1985. Las propiedades mecánicas típicas se muestran en la Tabla 1 y la relación entre las propiedades mecánicas y la temperatura se muestra en la Tabla 2.

Tabla 1 Propiedades de tracción típicas de la aleación de aluminio 2219

Tabla 2 La relación entre las propiedades mecánicas de la aleación de aluminio 2219 y la temperatura.

Nota: La prueba se llevará a cabo después de que la muestra se mantenga a la temperatura de prueba durante 10000 h sin carga. Durante la prueba, antes de alcanzar el límite elástico, aplique una tasa de tensión de 35 MPa/min a la muestra y luego realice la prueba a una tasa de deformación del 15 %/min hasta que se rompa.

La aleación de recubrimiento de la lámina de aleación de aluminio 2219 es 7072 y su composición (% en masa): Cu0.1, Mn0.1, (Si+Fe)0.7, Zn0.8-1.3, Mg0.1, otras impurezas son 0.05 individualmente, 0.15 en total y el resto es Al. El rango de temperatura de aplicación de la aleación de aluminio 2219 es -269 ℃ -300 ℃, que es una de las aleaciones con el rango de temperatura aplicable más amplio. La tenacidad a la fractura también es alta y el material tiene una alta resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en el estado T8, y la densidad a 20 °C es de 2,84 g/cm3.

El equipo del académico Wang Huaming tomó la iniciativa para avanzar en el proceso de impresión láser 3D de grandes componentes clave de rodamientos principales, como aleaciones de titanio y aleaciones de aluminio para aviones, equipos completos, control interno de calidad y rendimiento mecánico y aplicaciones clave de ingeniería. Esta es la tecnología clave de la Universidad de Beihang para metales grandes. El laboratorio de ingeniería de fabricación aditiva de componentes ha logrado resultados fructíferos después de más de 20 años de investigación incansable. Desde 2005, la aleación de titanio impresa en 3D, el marco del cojinete principal del fuselaje de los aviones de aleación de aluminio, las nervaduras de la raíz del ala, el tren de aterrizaje y otros grandes componentes clave de soporte de carga en general han sido importantes en el sector aeroespacial y aeroespacial, como los cazas de nueva generación de producción nacional, los grandes aviones de transporte y los cohetes portadores. Ha sido ampliamente utilizado en el desarrollo y producción de equipos. El 16 de enero de 2016, el proyecto "Tecnología de formación láser para componentes integrales complejos y de gran escala de aleación de titanio para aeronaves" organizado por el académico Wang Huaming ganó el primer premio en Invención de Tecnología Nacional.

En la actualidad, el proceso de fabricación de la tecnología blisk integral de doble rendimiento adopta principalmente el método de soldadura, y las palas y discos con diferentes rendimientos se sueldan en un todo mediante técnicas como la soldadura por fricción lineal. Sin embargo, la mayor desventaja del método de soldadura es que el área de conexión tiende a convertirse en el eslabón débil de todo el componente, convirtiéndose en un peligro fatal para el motor. Con el desarrollo y la madurez de la tecnología de impresión 3D, la gente propone imprimir hojas directamente en el cuerpo del disco, a través del proceso de revestimiento láser con alimentación de polvo coaxial, protuberancias preprocesadas en el borde del cuerpo del disco de aleación de titanio y apilarlas capa por capa en hojas de aleación de titanio.

El primer puente paisajístico impreso en 3D en China atraerá a una gran audiencia el 11 de enero de 2021 en Tapu Central Groenlandia, distrito de Putuo, Shanghai

El puente paisajístico es el primer intento pionero de utilizar la tecnología de impresión 3D para transformar el plano de diseño en un objeto real en el campo de la ingeniería de la construcción en mi país y ponerlo en uso real. La impresión 3D rompe las limitaciones del diseño de puentes e incorpora métodos de construcción paramétricos. No solo puede fabricar formas complejas, sino también utilizar tecnología de moldeo para retroalimentar los cálculos e interactuar con los diseñadores, haciendo que el diseño sea más libre, flexible y flexible. Cambios multiespacio.

El material de impresión utilizado para el puente es polímero PSA, pero se añaden algunas fibras de vidrio para aumentar la resistencia. Por supuesto, también se puede utilizar polvo de aleación de aluminio para imprimir. El PSA tiene alta resistencia a la intemperie, módulo elástico, límite elástico y resistencia al impacto, y puede soportar la luz solar y la lluvia a largo plazo al tiempo que cumple con los requisitos de los materiales de impresión 3D y los materiales de construcción. El puente tiene 15 m de largo y se superpone capa por capa. Se necesitan 8 horas para imprimir una capa y se puede completar con un espesor de 4 mm y una longitud de 15 m. La capacidad de carga del puente es de 250 kg/m2 y al menos 4 adultos por metro cuadrado pueden cruzar el puente al mismo tiempo.

Además, Shanghai también añadió dos puentes impresos en 3D en marzo de este año, uno de hormigón en el Parque Científico y Tecnológico de Wisdom Bay en el número 6 de Yunchuan Road. El puente tiene 26,3 m de largo y 3,6 m de ancho, lo que lo convierte en el puente más largo del mundo. El puente extrae lecciones de la estructura del antiguo puente Zhaozhou en mi país y su forma es elegante. El proyecto general del puente utiliza dos sistemas de impresión 3D con brazos robóticos. Solo se necesitan 450 horas para fabricarlo y el coste es un 34% menor que el de los puentes normales, lo que supone un gran ahorro. Ahorra tiempo, mano de obra y costes de materiales.

El otro puente impreso en 3D es el primer puente retráctil de mi país, llamado "Wan Nianlun". En julio de este año, se instaló en el "Parque elevado Starry Sky" en la Bahía de Ciencia e Innovación de Wisdom Bay, Baoshan Jiaoyun. El póntico está impreso con un material compuesto de poliéster de ácido carbónico reciclable. La longitud es de 9,34 m, el ancho es de 1,5 m y la altura es de 1,1 m. La masa total es de 850 kg. Tiene capacidad para 20 adultos y está dividido en 9 segmentos extensibles. Sólo hay que abrirlo y cerrarlo. 1 minuto se puede controlar mediante Bluetooth del teléfono móvil. Cuando se abre el tablero del puente, los 9 paneles están alineados. Cuando se retrae la plataforma del puente, los 9 paneles se pliegan para formar una forma de luna llena. Especialmente por la noche, las luces LED en los pasamanos del panel se encienden, lo que resulta extremadamente deslumbrante.

Mi país es el único país del mundo que ha dominado la tecnología de creación rápida de prototipos con láser de piezas estructurales de cojinetes principales grandes de aleación de titanio para aviones y ha realizado la aplicación instalada.

En el desarrollo de nuevos aviones militares, como aviones basados ​​en portaaviones y aviones de cuarta generación, la tecnología de impresión 3D ha desempeñado un papel importante en la producción de prueba de componentes principales de soporte de carga de aleación de titanio y aleación de aluminio, incluido el tren de aterrizaje. El 5 de mayo de 2020, el primer vuelo exitoso del cohete portador Gran Marcha 5B en China llevó una nueva generación de naves de prueba tripuladas con una "impresora 3D" a bordo. Este es el primer experimento de impresión 3D espacial de mi país y el primer experimento internacional de impresión 3D de materiales compuestos reforzados con fibra continua en el espacio.

Productos típicos extranjeros de aleación de aluminio impresos en 3D

Una de las grandes ventajas de las impresoras 3D es la capacidad de fabricar artículos en tiempo real. Otra ventaja es que los artículos que fabrican se pueden personalizar, por lo que el diseño se puede editar fácilmente para personalizarlo y ajustarlo.

●El anillo de aleación de aluminio 6061 fue fabricado por American Meld Corporation (MELD). En 2019, la empresa utilizó su tecnología de impresión 3D original para imprimir anillos grandes con un diámetro de más de 1400 mm con polvo de aleación de aluminio 6061, lo que supone un hito en el campo de la impresión 3D. El anillo se imprime mediante un proceso de estado sólido, el material no alcanzará la temperatura de fusión durante el procesamiento, la tensión residual en el producto es muy baja y el tamaño y la forma son muy refinados.

●Drones rusos impresos en 3D. En junio de 2015, la Corporación Tecnológica Rusa utilizó tecnología de impresión 3D para crear un prototipo de dron de aluminio. El tiempo de impresión es de 31 h, la masa es de 3,8 kg, la envergadura es de 2400 mm, la velocidad de vuelo es de 90-100 km/h y la resistencia es de 1-1,5 h.

●Boeing es la primera empresa internacional de fabricación de vehículos aeroespaciales que utiliza tecnología de impresión 3D para el diseño y la fabricación de aviones. Ha utilizado tecnología de impresión 3D para imprimir cientos de piezas pequeñas diferentes. En 2012, General Electric Company (GE) adquirió Morris Technologies, que se especializa en el desarrollo de tecnología de polvo metálico de sinterización por láser, para fabricar piezas para sus motores de la serie Leap. Pratt & Whitney invirtió millones de dólares para establecer un centro de impresión 3D junto con la Universidad de Connecticut. La NASA está utilizando impresoras 3D para producir piezas de motores de naves espaciales y planea lanzar el equipo de impresión a la Estación Espacial Internacional, con la esperanza de que los astronautas puedan utilizar los materiales en la estación espacial para producir directamente lo que necesitan y cambiar el modelo suplementario que depende completamente del suministro terrestre.

No se puede subestimar el mercado de la tecnología de impresión 3D

Según la empresa japonesa de investigación de datos Fuji Economic Research, el mercado mundial de impresión 3D con resina y metal como materias primas crecerá de 118.600 millones de yenes en 2019 a 183.300 millones de yenes en 2025, un aumento de hasta el 50%.

Según un análisis de revistas profesionales, el uso de la tecnología de impresión 3D se ha multiplicado por seis o siete en 2020. Estados Unidos, Reino Unido y Alemania son los países más utilizados. Sólo en 2020, las ventas de impresoras 3D superarán los 2 millones de unidades, y se estima que para 2028, sus ventas superarán los 15 millones de unidades. Las impresoras son mucho más baratas, las velocidades han aumentado significativamente y las agencias reguladoras han brindado cada vez más comodidad y apoyo para la popularización de esta tecnología... Los diversos obstáculos que inicialmente obstaculizaron la promoción y aplicación de esta tecnología están desapareciendo gradualmente. Por ejemplo, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. ha publicado directrices para la impresión 3D de equipos médicos. En Europa, los servicios de procesamiento por encargo relacionados con la impresión 3D se están volviendo populares.

Sin embargo, cabe señalar que, a pesar del enorme potencial de la tecnología de impresión 3D, está lejos de ser capaz de sustituir la artesanía tradicional con las condiciones técnicas existentes, y es imposible lograrlo en el plazo previsible. En términos de artesanía, es un complemento muy bueno y potente. Por supuesto, si lo miramos desde una perspectiva a largo plazo, es difícil decirlo, y es muy posible en campos individuales. Como dijo "The Economist": El impacto de los grandes inventos era impredecible en ese momento, como la máquina de vapor en 1750, la impresión en 1450 y los transistores en 1950. Todavía no podemos predecir cómo las impresoras 3D cambiarán el mundo en mucho tiempo.

La era de la impresión 3D está aquí

La construcción del proyecto relacionado debe seguir de cerca

La era de la impresión 3D realmente ha llegado. Muchos departamentos están completamente preparados para mantenerse al día con el nivel avanzado del mundo. En algunas áreas, la impresión 3D de mi país ha alcanzado el nivel líder, como la tecnología de moldeo rápido por láser de aleación de titanio de China ya se encuentra en la posición de liderazgo en el mundo. A nivel mundial, Estados Unidos seguirá produciendo y comprando la mayor cantidad de impresoras 3D en 2020, y mi país es el segundo país, superando a Japón y Alemania. Según la predicción de las agencias pertinentes, la industria mundial de la impresión 3D mantendrá una tasa de crecimiento anual promedio de más del 20% antes de 2025. El autor cree que la tasa de crecimiento compuesto anual de China puede alcanzar el 30% o más.

Según las estadísticas de los departamentos pertinentes, las aplicaciones industriales de la tecnología de impresión 3D son principalmente electrónica de consumo, automoción, medicina, aeroespacial, construcción, investigación científica y otros campos. Desde la perspectiva de enlaces de aplicaciones específicas, la tecnología de impresión 3D todavía se utiliza principalmente para muestras de diseño, modelos de exhibición y fabricación de moldes. La proporción de procesamiento directo de piezas también ha aumentado rápidamente de menos del 4% en 2003 a alrededor del 50% en 2020. Se estima que representará más del 80% en 2025.

En la actualidad, la industria de impresión 3D de mi país ha entrado en la etapa de ejecución paralela desde la etapa de seguimiento antes de 2018. Puede convertirse en el líder mundial en esta industria en 2025. Para lograr este objetivo, el autor cree que se deben hacer los siguientes puntos:

●Fortalecer la inversión y la investigación científica. Se establecerán varias unidades nacionales de I+D, como el Laboratorio Nacional de Ingeniería y el Instituto de Investigación de Fabricación Aditiva de Componentes Metálicos de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Beijing, y el equipo de élite estará dirigido por académicos o científicos para realizar investigación y desarrollo porque la clave para el desarrollo de la industria de la impresión 3D reside en el desarrollo de talentos. nutrir.

●El establecimiento de algunas empresas de impresión 3D de alta precisión bajo la dirección de la economía de mercado socialista de manera planificada, como el anillo de conexión del tanque de combustible de la nave espacial, las tapas de los extremos superior e inferior e incluso el cuerpo de la caja se pueden imprimir con aleación de aluminio 2219, y el tren de aterrizaje del avión es cero. Las piezas se pueden imprimir con aleaciones de titanio y aleaciones de aluminio. Hay cerca de 50 piezas fabricadas artesanalmente en la puerta de entrada de los aviones civiles. Si se fabrican mediante tecnología de impresión 3D, se pueden integrar en una sola pieza grande; Las autopartes son una gran industria y se pueden construir. Para la línea de producción, lo mejor es cooperar con los fabricantes de automóviles para establecer algunas empresas de impresión 3D independientes. También puede construir talleres de producción o líneas de producción en plantas de procesamiento de aluminio, fábricas de automóviles, etc. existentes, ya sea un vehículo de combustible o un vehículo de nueva energía, hay muchas piezas y componentes disponibles en 3D. Al procesar la impresión, muchas partes del motor del vehículo de nueva energía se pueden imprimir en 3D, y la caja de la batería también se puede imprimir en 3D con aleación de aluminio.

La industria del automóvil es una de las áreas de aplicación más importantes de la tecnología de impresión 3D y representará el 25% de la cuota de mercado mundial en 2020. Desde la perspectiva de usos específicos, el enfoque básico es el diseño de fabricación de prototipos y el procesamiento de moldes en el proceso de producción. La mayoría de los materiales son aleaciones de aluminio. Con la ayuda de la tecnología de impresión 3D para ayudar en el diseño y las pruebas, el ciclo de desarrollo del producto se puede acortar significativamente y los costos de prueba y producción de prueba se pueden reducir. Por ejemplo, General Motors (GM) ha impreso más de 50.000 piezas y moldes con tecnología de impresión 3D hasta 2020, y Hyundai de Corea del Sur y BMW de Alemania ya han aplicado tecnología de impresión 3D. Desarrollo de vehículos nuevos.

●El mercado de equipos médicos y "bioimpresión" espera con ansias

La industria médica es un mercado grande con una demanda de personalización individualizada y es difícil llevar a cabo la estandarización y la producción en masa. Ésta es precisamente la ventaja de la tecnología de impresión 3D. Hoy en día, la tecnología de impresión 3D se ha aplicado con éxito en los campos de la fabricación de audífonos, la ortodoncia y la restauración, y la fabricación de prótesis, y está bastante madura. Los puentes dentales impresos en 3D son más precisos y precisos, y son más convenientes y rápidos que los procesos de preparación tradicionales. Del mismo modo, el uso de la tecnología de impresión 3D permite reproducir el resto de las extremidades y las prótesis fabricadas se ajustan más al cuerpo humano. Hasta 2020, más de 48.000 pacientes han utilizado huesos de aleación de titanio impresos en 3D en Europa. Un hospital de Estados Unidos ha sustituido hasta el 75% de los huesos dañados de los pacientes con cráneos impresos en 3D, lo que no tiene ningún efecto en la vida normal de los pacientes.

La tecnología de impresión 3D también se puede utilizar para comprender el estado del paciente y facilitar la comunicación médico-paciente. Por ejemplo, una impresora 3D puede imprimir un modelo óseo tridimensional de un paciente. Los médicos pueden utilizar el modelo para analizar el proceso de tratamiento y comunicar el plan quirúrgico al paciente; El personal médico también puede aprender sobre la estructura interna de los órganos del paciente a través de las réplicas impresas en 3D, y también puede realizar en estas réplicas simulaciones de cirugía.

Los modelos impresos en 3D o las prótesis inanimadas son sólo el comienzo. Lo más fascinante es imprimir directamente tejidos y órganos activos, es decir, la "bioimpresión". Específicamente, se imprime el esqueleto y se cultivan células madre en el esqueleto para inducir la formación de tejidos; Otro método consiste en imprimir directamente tejidos y órganos para trasplante; Incluso un método adicional consiste en imprimir directamente tejidos activos y órganos activos en el cuerpo humano, incluso se puede omitir el proceso de implantación.

●Cada vez hay más edificios impresos en 3D en el mundo. Los edificios son una gran cosa, pero se puede construir una casa en 10 días utilizando tecnología de impresión 3D. La tecnología de impresión 3D se utilizaba originalmente principalmente para la fabricación de modelos de diseño, pero ahora puede imprimir estructuras complejas, lo que amplía enormemente la imaginación del diseñador. En enero de 2014, se dieron a conocer varios edificios impresos en 3D en el Parque Industrial de Suzhou, incluida una villa de 1100 m2 y un edificio residencial de 6 pisos. Sus paredes son superpuestas y pintadas mediante grandes impresoras 3D, y la "tinta" utilizada para la impresión está hecha de desechos de construcción; El 17 de julio de 2015, aparecieron en Xi'an villas modulares de nuevos materiales impresas en 3D. Esta villa de tapa dura solo tarda 3 horas en imprimirse y puedes mudarte con tus maletas siempre que te pongas los muebles.

Los edificios impresos en 3D casi no producen residuos de construcción y cada unidad residencial impresa puede reducir las emisiones de carbono entre 2 y 3 toneladas. Algunos sistemas de impresión 3D arquitectónicos pueden completar el trabajo de 10 a 20 trabajadores en múltiples industrias diferentes y pueden trabajar las 24 horas del día sin descanso, lo que puede ahorrar a los desarrolladores más tiempo y costos.

Lo anterior sólo presenta algunos aspectos de la aplicación de la tecnología de impresión 3D. De hecho, existen innumerables elementos que se pueden imprimir, como robots vivos, fabricación de diversos alimentos y bebidas, carne artificial, etc. Puedes poner una impresora en la cocina para hacer comida personalizada. El filete vegetariano impreso en 3D de Redefine Meat, Israel; Existen innumerables componentes que se pueden imprimir en el campo de los dispositivos electrónicos. La primera computadora portátil impresa en 3D se lanzó en 2015 y cualquiera puede imprimirla en su sala de estar. Artículos propios y el precio es sólo el 50% del de los productos tradicionales; La ropa y la indumentaria estampadas, la ropa hecha con tecnología 3D, no solo tiene una apariencia novedosa, sino también un ajuste cómodo, el diseño y la impresión de la ropa interior y los tacones altos son extremadamente imaginativos.

En resumen, la tecnología de impresión 3D es un tipo de alta tecnología con un gran potencial de desarrollo. mi país le concede gran importancia. En agosto de 2015, Li Keqiang, miembro del Comité Permanente del Buró Político del Comité Central del PCC y Primer Ministro del Consejo de Estado, presidió una conferencia especial del Consejo de Estado para discutir el problema de acelerar el desarrollo de la fabricación avanzada y la impresión 3D, etc. Desde entonces, los gobiernos de todos los niveles y las empresas e instituciones han estado implementando seriamente las instrucciones del Comité Central del Partido y del Consejo de Estado, desarrollando vigorosamente la tecnología de impresión 3D y han logrado resultados fructíferos.

La tecnología de fabricación de productos de impresión D ocupa el primer lugar en el mundo, pero en general todavía existe una cierta brecha con Estados Unidos, Alemania, Japón, Israel y otros países, y es necesario superarla, especialmente en I + D e innovación. Alrededor de 2025, mi país se convertirá en el país más grande, más avanzado y más avanzado del mundo en la fabricación de impresoras 3D y productos de impresión 3D en diversos campos.