3D掃描儀在汽車逆向工程中可以用于汽車零部件設(shè)計(jì)與改進(jìn)、車身修復(fù)與再制造、生產(chǎn)效率與質(zhì)量改進(jìn),以及維修與維護(hù)支持等方面,例如在汽車零部件設(shè)計(jì)方面,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的汽車零部件進(jìn)行掃描,獲取其精確的形狀和尺寸數(shù)據(jù),結(jié)合專業(yè)軟件將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAD模型,進(jìn)而指導(dǎo)零部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化,提高整車性能。在汽車制造領(lǐng)域,3D數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為高效、精細(xì)的代名詞,為汽車內(nèi)外飾生產(chǎn)制造提供了強(qiáng)大的助力。此外3D掃描產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于汽車制造各個(gè)環(huán)節(jié),如產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、汽車模具制造、沖壓件檢驗(yàn)、汽車車身及零部件檢測(cè)、定制化改裝、維護(hù)與維修等,簡(jiǎn)化了企業(yè)工作流程,提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。航空航天借助 3D 打印制造輕量化零件,提升飛行器性能并降低成本。徐匯區(qū)手辦3D制圖
金屬 3D 打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用,徹底改寫(xiě)了飛行器零部件的制造歷史。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片,需承受高溫、高壓與高速氣流沖擊,其內(nèi)部復(fù)雜的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。金屬 3D 打印技術(shù)可一體成型帶有精細(xì)冷卻通道的渦輪葉片,減少零件數(shù)量與裝配工序,提升葉片耐高溫性能與使用壽命。如 GE 公司利用金屬 3D 打印技術(shù)制造的燃油噴嘴,將原本由 20 個(gè)零件組裝的部件整合為一個(gè)整體,重量減輕 25%,耐用性卻提升 5 倍。此外,衛(wèi)星上的輕量化桁架結(jié)構(gòu)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜管路系統(tǒng)等,都因金屬 3D 打印技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),推動(dòng)航空航天裝備向更高效、更可靠方向發(fā)展 。臺(tái)州水晶3D建模方案科研人員借助 3D 打印構(gòu)建仿生結(jié)構(gòu),推動(dòng)生物組織工程的發(fā)展。
金屬 3D 打印技術(shù)將朝著多材料復(fù)合打印、大型構(gòu)件一體化制造、智能化無(wú)人化生產(chǎn)方向發(fā)展。多材料復(fù)合打印可使一個(gè)構(gòu)件同時(shí)具備多種性能,滿足復(fù)雜工況需求;大型構(gòu)件一體化制造將減少裝配環(huán)節(jié),提高產(chǎn)品可靠性;人工智能與機(jī)器人技術(shù)的融合,將實(shí)現(xiàn)金屬 3D 打印的智能化生產(chǎn),自動(dòng)優(yōu)化打印工藝、預(yù)測(cè)缺陷并進(jìn)行修正。隨著技術(shù)的不斷突破與完善,金屬 3D 打印有望徹底改變傳統(tǒng)工業(yè)制造模式,在更多領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用,成為推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)力量。
金屬 3D 打印技術(shù)的材料研發(fā)是其持續(xù)發(fā)展的重要動(dòng)力。目前,常用的金屬 3D 打印材料包括鈦合金、鋁合金、不銹鋼、鈷鉻合金等,但為滿足不同行業(yè)對(duì)材料性能的多樣化需求,新型金屬材料不斷涌現(xiàn)。例如,針對(duì)航空航天領(lǐng)域高溫應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)的鎳基高溫合金,通過(guò)優(yōu)化合金成分與打印工藝,使其在高溫環(huán)境下仍保持良好的強(qiáng)度與抗氧化性能;在生物醫(yī)療領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)具有更好生物活性與降解性的新型金屬材料,以進(jìn)一步提升植入物的安全性與有效性。材料研發(fā)與打印工藝的協(xié)同創(chuàng)新,將不斷拓展金屬 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用邊界。3D 掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)處理后,可生成逼真的三維虛擬展示場(chǎng)景。
模具在大批量生產(chǎn)中使用后會(huì)出現(xiàn)磨損,導(dǎo)致生產(chǎn)的零件缺陷率增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題,模具維修變得尤為重要。便攜式3D激光掃描儀可以用于測(cè)量模具,并將測(cè)量結(jié)果與原始3D模型進(jìn)行比較。通過(guò)量化偏差和磨損區(qū)域,工程師可以精確識(shí)別模具的問(wèn)題。這樣,設(shè)計(jì)人員和制造商就能及時(shí)監(jiān)控模具的狀況,并采取相應(yīng)的糾正措施來(lái)修復(fù)模具。通過(guò)使用3D掃描儀進(jìn)行模具維修,制造商可以更快速、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和解決模具的問(wèn)題,從而減少生產(chǎn)缺陷率,降低生產(chǎn)成本,并提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。3D 氣象模型結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)模擬臺(tái)風(fēng)路徑與降雨分布以輔助預(yù)警。徐匯區(qū)手辦3D制圖
虛擬現(xiàn)實(shí)中的 3D 交互技術(shù),允許用戶通過(guò)手勢(shì)操控虛擬物體的旋轉(zhuǎn)與拆解。徐匯區(qū)手辦3D制圖
盡管金屬 3D 打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,但成本問(wèn)題仍是制約其大規(guī)模應(yīng)用的主要因素。金屬 3D 打印所需的金屬粉末材料價(jià)格昂貴,設(shè)備采購(gòu)與維護(hù)成本高,加上打印效率較低,導(dǎo)致單件產(chǎn)品成本居高不下。此外,金屬 3D 打印件的后處理工序復(fù)雜,如熱處理、表面拋光等,進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。不過(guò),隨著技術(shù)的進(jìn)步與規(guī)模化生產(chǎn)的推進(jìn),金屬粉末的制備工藝不斷優(yōu)化,設(shè)備生產(chǎn)效率逐步提高,后處理技術(shù)日益成熟,金屬 3D 打印的成本有望持續(xù)降低,使其在更多領(lǐng)域具備經(jīng)濟(jì)可行性,加速技術(shù)的普及應(yīng)用。徐匯區(qū)手辦3D制圖