3D打印作为一种快速成型工具取得了进一步的进步

今年早些时候，迈凯轮车队宣布与3D打印专家Stratasys建立为期四年的合作伙伴关系，这标志着赛车运动越来越依赖快速成型技术。

能够快速建模、构建和评估新组件在赛车队等快速发展的组织中是非常宝贵的能力。

特别是在一级方程式赛车中，赛车在每一场比赛之间都会进行调整，以使赛车的速度提高哪怕一点点。

Stratasys EMEA总裁安迪•米德尔顿(Andy Middleton)表示，这意味着迈凯轮必须以极快的速度生产原型和一次性部件。

米德尔顿说:“一级方程式赛车本质上是一个原型。

“从一场比赛到另一场比赛对赛车的调整有很大的要求，所以迈凯轮正在推动原型设计的极限，并希望用碳纤维等先进材料生产本质上是一次性的部件。”

不过，越来越多的公司依赖快速成型技术的不仅仅是赛车运动。事实上，根据分析公司Research and Markets的预测，到2021年，快速成型材料的全球市场预计将达到9.038亿美元(7.248亿英镑)。

米德尔顿表示，Stratasys本身在欧洲安装了3.2万台3D打印机，其中80%用于快速成型。

他说，近年来，工业界对3D打印快速成型的好处的认识大大提高，同时技术也得到了改进。

“当我加入Stratasys时，我们的PolyJet(喷墨打印)技术有一种材料，它是灰色的，耐热稳定性为32°C，”他说。“这基本上意味着，如果你在阳光明媚的日子把它放在窗台上，下午的部分会比早上大，”他说。

米德尔顿补充说，现在，打印的部件能够承受大约120°C的温度。“这意味着在精度方面向前迈出了一大步，并且在使用打印部件进行功能测试的潜力方面向前迈出了一大步。”

不同的材料现在可以混合并在飞行中打印。一个单一的原型也可以在零件的不同点上产生不同的属性。

米德尔顿说:“如果你想象一下运动鞋，你可能会有一个橡胶弹性鞋底和一个刚性鞋面，在一个整体内。”

增材制造专业公司Materialise的软件和解决方案总经理Philip Hudson表示，现在使用3D打印技术可以实现的颜色和表面处理已经有了很大的进步。

工业设计机构Layer最近因其GO轮椅原型赢得了设计创新奖，这是世界上第一台3d打印轮椅。GO是由该公司的研究部门LayerLAB与Materialise合作设计的概念验证。设计师们希望开发出一个外观和功能都尽可能接近最终产品的原型。

因此Materialise公司的专家使用该公司的猛犸立体光刻机打印出轮椅座椅所需的光滑但复杂的结构。椅子的脚板是用铝制的，使用金属3D打印。

“通过增材制造，一个真正的A级表面现在成为可能，这是一个巨大的进步，”Hudson说。“所以功能部件现在既具有功能又具有化妆品。”

Hudson表示，3d打印原型的最终质量最近取得的许多进步都来自于预处理和后处理工具的发展，而不是增材制造机器本身。

他说，在过去，打印的原型需要耗时的完成步骤，比如打磨，才能达到预期的外观。但现在所花费的时间可以减少，例如使用预处理软件工具在打印前更好地定位零件。

哈德逊说:“有些客户来找我们快速制作产品的原型，认为他们会转而使用传统的制造方法。”

“但他们最终还是选择了3D打印来生产最终部件，因为没有理由转向其他任何东西。”

他补充说，一些开发商现在使用快速原型来证明3D打印是制造最终产品的合适方法。

例如，数字服务公司Atos最近与Materialise合作，重新发明了一种用于卫星和其他航空航天应用的钛嵌件。通常用作将设备连接到卫星上的安装点的插入物是传统的砖形钛或铝部件，通过机械加工制造。

然而，通过使用金属3d打印技术，这些公司能够设计和制造具有内部晶格结构的钛嵌件。这使零件的质量减少了三分之二，从1454克降至500克，同时也降低了其对热弹性应力的脆弱性。

谢菲尔德大学波音公司先进制造研究中心(AMRC)的研发工程师兼增材制造专家Mark Cocking表示，随着市场上的新来者提供更简单、成本更低的设备，3D打印用于快速原型应用也变得越来越容易。

Cocking说:“为了快速测试，你不会总是想把设置和公差调到n度。”“因此，市场上崭露头角的参与者让我们能够更快、更便宜地开发产品。”

剑桥设计合作组织的设计工程师卡尔·休森表示，近年来，许多3d打印技术的速度都有所提高，使原型的制造速度更快。

休森说，以前，零件可能需要三到五天的时间才能生产出来，而现在，它们可以在一夜之间，甚至在一天之内到达开发人员手中。

在Cambridge Design Partnership使用的各种3d打印技术中，该公司最近一直在与EnvisionTEC生产的数字光处理(DLP)打印机合作。

剑桥设计合作公司的设计工程师安德鲁·斯托克代尔(Andrew Stockdale)说，该技术将光投射到光聚合物树脂上，使其硬化，能够生产出非常精确的零件，棱角和边缘都很清晰。

他说:“实际上，它可以一次完成整个构建平台，一层一层，瞬间完成。”“这使得3D打印几乎可以从大桶里长出来。”

近年来，3d打印技术在快速原型制作中的应用大幅增加，随着越来越多的开发商进入市场，降低了设备和材料的成本，并使更多的公司能够使用它们，这种趋势似乎将继续下去。

随着迈凯轮等公司不断挑战技术极限，用3D打印制造的原型零件的范围和精度可能只会提高。