【編者按】在2013年6月19～21日舉行的“日本第24屆設(shè)計(jì)及制造解決方案展”（DMS展）上，“參觀者增加到了2012年的兩倍”器予。而且造型材料多種多樣更是備受關(guān)注浪藻。

　　在2013年6月19～21日舉行的“日本第24屆設(shè)計(jì)及制造解決方案展”（DMS展）上，3D打印機(jī)展區(qū)的企業(yè)負(fù)責(zé)人紛紛表示乾翔，“參觀者增加到了2012年的兩倍”爱葵。各電視臺(tái)詳細(xì)報(bào)道也起到了宣傳作用，展區(qū)過(guò)道上人潮涌動(dòng)反浓，想看一眼展品頗為不易萌丈。包括以個(gè)人用戶為中心應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大的低價(jià)格機(jī)型以及提高了材料性能和功能的高功能機(jī)型在內(nèi)，一些剛剛上市的新產(chǎn)品也在展會(huì)上亮相。造型材料已不僅僅是樹(shù)脂庭走，還出現(xiàn)了使用紙張的3D打印機(jī)蕴脯，可制作金屬部件、模具和砂模的3D打印機(jī)更是備受關(guān)注荸凸。 （參閱日本計(jì)劃開(kāi)發(fā)下一代高性能鑄模3D打印機(jī) ）

　　低價(jià)位3D打印機(jī)前人山人海

　　本屆展會(huì)最吸引參觀者關(guān)注的曼沐，是10萬(wàn)日元～50萬(wàn)日元價(jià)位及不到100萬(wàn)日元的3D打印機(jī)。這些打印機(jī)采用從內(nèi)置加熱器的可動(dòng)噴頭噴出PLA（聚乳酸）一恃、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹(shù)脂）等熱可塑性樹(shù)脂線材的造型方法搏贤。

　　比如，美國(guó)3D Systems公司2013年6月推出的低價(jià)格機(jī)型“Cube”和“CubeX”（圖1）桨檬。價(jià)格方面匿胎，最大造型尺寸只有140×140×140mm的Cube（單噴頭）為16萬(wàn)日元（約9850元人民幣），最大造型尺寸各邊均比Cube大100mm左右阴迹、配備的噴頭數(shù)量可在1～3個(gè)中選擇的CubeX約為40萬(wàn)～50萬(wàn)日元（約2.5萬(wàn)～3萬(wàn)元人民幣）佩艇。兩款產(chǎn)品都表現(xiàn)出了出色的銷(xiāo)售勢(shì)頭。

圖1：3D Systems的“Cube”（左）及其造型物（右）

　　最大造型尺寸只有140×140×140mm俭疤，售價(jià)僅16萬(wàn)日元送丰，有5種機(jī)身顏色，因此個(gè)人購(gòu)買(mǎi)的用戶也比較多弛秋。PLA和ABS的材料各有16種顏色器躏。

　　3D Systems日本公司（總部：東京）此次與多家代理商共同搭建了大面積的展位＊1，展示了多臺(tái)Cube和CubeX蟹略，以及利用這兩款產(chǎn)品打印的造型物登失。另外還實(shí)際演示了造型過(guò)程，吸引了大批觀眾挖炬。

　±空恪＊1與iGUAZU、SOLI ZE Products意敛、東朋科技和武藤工業(yè)共同展出馅巷。

　　展示大型低價(jià)格3D打印機(jī)廠商——美國(guó)MakerBot公司的“Replicator 2”和“Replicator 2X”的，是該公司在日本的授權(quán)代理商Binary（總部：東京草姻，圖2）钓猬。MakerBot公司的3D打印機(jī)的累計(jì)銷(xiāo)量已經(jīng)超過(guò)22000臺(tái)，最近9個(gè)月Replicator 2的銷(xiāo)量達(dá)到了11000臺(tái)撩独。就在2013年6月19日DMS展開(kāi)幕當(dāng)天草悦，總部位于美國(guó)和以色列的Stratasys公司宣布將收購(gòu)MakerBot＊2。

 圖2：MakerBot公司的“Replicator 2X”

　　有兩個(gè)打印頭匠凤，可制作雙色造型物蝠兽。在前面衡孽、側(cè)面和上面（照片中拿掉了）設(shè)置了保護(hù)蓋，減輕了冷卻不均現(xiàn)象督阿，這是低端機(jī)型“Replicator 2”沒(méi)有的宣葡。

　　＊2MakerBot將成為Stratasys的子公司畴制，預(yù)定2013年第三季度完成合并。MakerBot的銷(xiāo)售額在2012年度為1570萬(wàn)美元夭掸，2013年度僅第一季度就達(dá)到了1150萬(wàn)美元译快。

　　Replicator 2X是2013年1月剛剛發(fā)布的新機(jī)型。有兩個(gè)造型噴頭呢烦，可制作由兩種顏色的材料構(gòu)成的造型物攻内。

　　圍繞可用樹(shù)脂的特性展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)

　　造型材料采用樹(shù)脂的高功能3D打印機(jī)方面，基恩士展示了2013年6月18日剛剛上市的新機(jī)型“AGILISTA-3100”（圖3）闻蛀。AGILISTA采用從噴嘴噴出光硬化性樹(shù)脂匪傍、然后向其照射紫外線（UV）燈使之硬化、從而制作截面形狀的方式觉痛。目前基恩士是唯一一家開(kāi)發(fā)這種方式的3D打印機(jī)的日本廠商役衡。

 
圖3：基恩士的“AGILISTA”

　　AGILISTA可使用的樹(shù)脂兼具高強(qiáng)度和高韌性，還用來(lái)制作彈簧和螺絲薪棒。開(kāi)發(fā)新機(jī)型“AGILISTA-3100”時(shí)手蝎，提高了造型物細(xì)節(jié)處的再現(xiàn)性。

　　AGILISTA的特點(diǎn)是俐芯，最小積層厚度只有15μm棵介，而且可使用能溶于水的支撐材料。AGILISTA-3100改良了材料和機(jī)械部分吧史，提高了薄型產(chǎn)品和精細(xì)邊緣部位的再現(xiàn)性邮辽，能制造精細(xì)度非常高的造型物。

　　強(qiáng)調(diào)3D打印機(jī)可使用豐富的樹(shù)脂材料的贸营，是宣布收購(gòu)MakerBot的Stratasys吨述。2012年12月，原美國(guó)Stratasys公司與原以色列歐貝杰公司（Objet）合并成立了現(xiàn)在的Stratasys莽使。新公司成立后首次參展DMS的Stratasys展示了使用熱可塑性樹(shù)脂造型的原Stratasys的3D打印機(jī)打印的造型物厚较，以及使用光硬化性樹(shù)脂造型的原歐貝杰的3D打印機(jī)打印的造型物，強(qiáng)調(diào)可實(shí)現(xiàn)的材料特性和可制作的造型物尺寸等的選擇更豐富＊3港苗。

　≡楦凇＊3Stratasys公司的產(chǎn)品按用途分為“Idea”、“Design”和“Production”三種陌贪。原歐貝杰的產(chǎn)品全部屬于Design变硬，原Stratasys的產(chǎn)品主要屬于Idea和Production氢熏。

　　例如，Stratasys的“Connex”系列3D打印機(jī)可以制作混合了多種樹(shù)脂的造型物粱宝，或者通過(guò)在同一位置噴出多種材料仲蔼，實(shí)現(xiàn)具有新特性的材料等。還可以在一個(gè)造型物的一部分使用透明樹(shù)脂玖膨，或者使之具備橡膠一樣的特性些搅。

　　另外，該公司的“Fort us”系列3D打印機(jī)除了ABS外赛邢，還能使用強(qiáng)度和耐熱性出色的工程塑料乏呐。比如，具備約140℃耐熱性的PC（聚碳酸酯）剥悟、具有更高的耐熱性（約200℃）和耐腐蝕性的PPSF（聚亞苯基砜）灵寺、阻燃性較高的PEI（聚醚酰亞胺）等。

　　采用對(duì)光硬化性樹(shù)脂進(jìn)行激光掃描使之硬化区岗、即光固化快速成型法的3D打印機(jī)也改良了材料略板。例如，CMET公司（總部：橫濱市）展示了利用提高了強(qiáng)度慈缔、透明度及韌性等的新材料（環(huán)氧類(lèi)光硬化性樹(shù)脂）制作的造型物叮称。

　　目前3D打印機(jī)的造型材料還是以樹(shù)脂為主。雖然并沒(méi)有涵蓋實(shí)際產(chǎn)品中已采用的以及可用于其他加工方法的所有樹(shù)脂胀糜，但可造型的樹(shù)脂在逐年增加颅拦。

　　使用普通紙張的低成本造型

　　使用樹(shù)脂以外的造型材料的3D打印機(jī)的展示也備受矚目。較為獨(dú)特的材料方面教藻，有使用低成本的普通紙張?jiān)煨偷?D打印機(jī)登場(chǎng)距帅。比如JBM公司（總部：東京）展示的愛(ài)爾蘭Mcor Technologies公司生產(chǎn)的“Mcor IRIS”（圖6）。JBM預(yù)定從2013年8月開(kāi)始在日本銷(xiāo)售這款產(chǎn)品括堤。

 
圖6：層積普通紙張的“Mcor IRIS”制作的全彩造型物

　　事先用普通的二維彩色噴墨打印機(jī)在將要層積的紙張上打印出截面形狀碌秸，這樣就能制作全彩造型物∨孀ǎ可直接制作全彩造型物的3D打印機(jī)原來(lái)只有3D Systems的“ProJet x60”系列＊4尖蚪。

　　＊4“ProJet x60”采用的是使用有色粘合劑粘結(jié)石膏粉末使之硬化的方式讯翎。原來(lái)的名稱(chēng)是“ZPrinter”系列嫉簿，2013年5月強(qiáng)化功能后改了名。此次在DMS展上是首次展示實(shí)機(jī)最勤。

　　Mcor IRIS制作造型物時(shí)封鹦，首先用彩色噴墨打印機(jī)在造型使用的所有紙張（普通紙張）上打印，就是在紙張上印刷相當(dāng)于造型物表面的部分（輪廓線）和層積時(shí)的定位用標(biāo)記坚矢。

　　用噴墨打印機(jī)著色后的紙張按照與造型物上下相反的方向疊放晾游，即造型物最下層對(duì)應(yīng)的紙張放在最上面辽蚀，造型時(shí)從上面開(kāi)始將紙張一張一張移動(dòng)到造型區(qū)。此時(shí)丽信，參照紙張上印刷的標(biāo)記確定位置來(lái)確保輪廓線的相對(duì)位置精度泳落。

　　對(duì)于移動(dòng)到造型區(qū)的紙張，首先通過(guò)剪切動(dòng)作切斷輪廓線物忠，然后涂一層粘合劑婚被。接下來(lái)，將下一層紙移動(dòng)到造型區(qū)疊在上面两芳，按壓固定摔寨。重復(fù)上述過(guò)程就能制作出立體模型。

　　燒結(jié)金屬粉末

　　此次展會(huì)上還展示了很多可直接制作金屬部件的3D打印機(jī)及其造型物怖辆。比如恩梯梯數(shù)據(jù)工程系統(tǒng)（總部：東京）展示了用德國(guó)EOS公司的3D打印機(jī)“EOSINTM”造型的樣品。CKB（總部：東京）和HTL（總部：東京都立川市）分別展示了德國(guó)Concept Laser公司和瑞典Arcom公司的3D打印機(jī)及造型物删顶。

 
圖7：用“EOSINT M”制作的金屬部件

　　日本廠商制造的產(chǎn)品方面竖螃，展示了利用Aspect公司（總部：東京都稻城市）開(kāi)發(fā)的“RaFaEl V”系列3D打印機(jī)制作的金屬部件樣品。該公司已經(jīng)推出了使用樹(shù)脂粉末造型的3D打印機(jī)逗余，目前計(jì)劃投產(chǎn)使用鈦合金等金屬粉末造型的產(chǎn)品特咆。

　　松浦機(jī)械制作所雖然未在DMS展的3D打印機(jī)展區(qū)內(nèi)搭建展臺(tái)，但該公司的3D打印機(jī)同樣吸引了參觀者的關(guān)注录粱。關(guān)于該公司的3D打印機(jī)腻格，DMS舉辦之前曾有一條“松下利用松浦機(jī)械制作所的設(shè)備制作量產(chǎn)部件用模具”的新聞報(bào)道，引來(lái)了大量咨詢啥繁。

　　松浦機(jī)械制作所的3D打印機(jī)采用在積層造型過(guò)程中菜职、利用加工中心進(jìn)行切削加工的獨(dú)特方法⊥费可制作出表面非常平滑睬漩、精度很高的造型物。

　　可打印金屬造型物的3D打印機(jī)采用的基本都是用激光或電子束燒結(jié)金屬粉末方法制作截面形狀转挽。日本以外的其他國(guó)家已經(jīng)出現(xiàn)了利用這種3D打印機(jī)制作實(shí)際金屬部件的用戶漫诬。

　　制作蠟?zāi)：蜕澳?

　　為制造金屬部件而使用3D打印機(jī)的應(yīng)用方面，用3D打印機(jī)制作用來(lái)鑄造金屬部件的模具的方法已經(jīng)普及届审。此次有多家公司展示了可制造失蠟鑄造用蠟?zāi)５?D打印機(jī)胀垃，還展示了用可制作砂模的3D打印機(jī)打印的造型物＊5。

　≡胄瘛＊5可制作砂模的3D打印機(jī)方面据滑，ExOne公司（總部：小田原市）展示了用2013年6月上市的新產(chǎn)品“S-Print HHS”制作的砂模。該產(chǎn)品可使用堿性酚醛樹(shù)脂做粘合劑帅维。

　　例如速袁，田邊研電（總部：東京）展出的美國(guó)Solidscape公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)“3Z Pro”就是制造蠟?zāi)５?D打印機(jī)协固。從噴頭只向截面形狀部分噴出熔化的蠟進(jìn)行積層。將蠟層積到一定程度后绳匀，就按照指定的層厚進(jìn)行切割芋忿，重復(fù)這一過(guò)程，即可制作高精度的造型物疾棵。XY方向的分辨率高達(dá)5000×5000dpi戈钢。

圖10：以蠟為材料的3D打印機(jī)“3Z Pro”（左）及其造型物（右）

　　用3D打印機(jī)制作蠟?zāi)＃缓笥檬灧ㄨT造金屬部件是尔。右側(cè)照片中左邊是蠟?zāi)Ｑ沉耍疫吙亢蟮氖怯檬灧ㄨT造的金屬部件。

　　為提高日本制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力拟枚，日本政府已經(jīng)啟動(dòng)了開(kāi)發(fā)可制作砂模的高性能3D打印機(jī)的國(guó)家項(xiàng)目薪铜。今后，3D打印機(jī)在部件鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大恩溅。

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