3D打印也是类似的原理。一个个小点打出一个平面,若干个平面重叠起来组成一个物体。这就是3D打印的原理。二、3D打印的优势和弱点在现代工业条件下,我们加工一个零件也好,做一个模型也好,都需要一个先制造一个模具。但制造这个模具的成本很高,不到一定的批量就不值得。或者是用数控机床直接在毛胚料上加工,但是这个方法会浪费掉很多毛胚材料,而且很慢很贵,加工费用以小时计算。
另外,这两者对于造型特别复杂、精度要求高的零件,加工都会非常困难,加工所需时间也会非常长。而3D打印是一层层积累起来,无论造型多复杂的零件,对于3D打印来说,也是一层层平面,打印难度没有任何区别。这就如同我们用笔画一个肖像很难,但是打印机一个个点来打印照片,几秒就可以完成,而且效果非常出色,因为对打印机来说,打印复杂的照片和打一个纯色块原理是一样的。
因此,对3D打印机来说,造型复杂的物体和最简单的立方体、圆柱体是一样的,而且材料更节省。可以方便快捷并精确地制造造型复杂的物体,这就是3D打印的最大优势。然而,如同打印的成本要高于印刷的成本一样,对于大批量制造的产品而言,3D打印的成本要远远高于模具冲压、浇铸、注塑批量生产的成本。理论上,可以通过3D打印的方式,制造一辆汽车的外壳,但是这种方式制造出来的汽车价格高的离谱,根本没有竞争力。
此外,3D打印的材料也有很多限制。3D打印所用的能够快速成型的粉末金属、塑料、陶瓷、砂子颗粒等材料 ,在成型之后,其性能是有限的。强度、硬度、抗腐蚀、抗冲击这些指标未必能达到实用性的要求。做模型做个样子可以,真正应用到产品上,要经受住使用环境的严酷考验则不那么容易。3D打印技术的这些缺陷限制了3D打印技术的应用范围。
三、3D打印技术对汽车行业的影响就目前阶段3D打印技术的情况,3D打印出成品的汽车的所有零件,或者直接打印出一台汽车,还是不现实的。因为3D打印材料的限制,难以适合汽车要求强度的3D打印材料不好找。如果只是外壳或者塑料件的替代,那么3D打印可以做。但是成本太高,耗时太长,即使可以打印出来,这辆车也是消费者买不起,用不长久的,没有市场竞争力。
所以,目前的3D打印技术对汽车行业来说,更大地意义在于设计和开发层面。(一)设计层面传统上,设计师设计一辆汽车,要先从图纸开始,然后用设计软件把概念化的汽车造型变成精确的数据和3D模型。如果没有3D打印技术,下一步就是油泥模型了。设计师要先像木匠一样,敲敲打打的制作汽车的骨架;然后像泥瓦匠一样,把滑石粉、凡士林、工业用蜡混合起来制作油泥,然后一层层涂到骨架上;最后,再像艺术家一样,把油泥刮出形状,作出最后的模型,看看画纸上、电脑上的模型在现实中是什么样子。