制造业剧变：增材制造会取代传统激光加工？

2016-04-12 10:27

　　现如今，我们可以明显看到增材制造或3D打印技术正逐步“统治世界”。尽管可以3D打印枪支、机器人、玩具和汽车等，但是3D打印技术究竟是补充还是在威胁传统的激光材料加工？显然这个问题很难回答，接下来让我们先看看3D打印技术的背景材料和未来发展中需要注意哪些问题。

　　目前，增材制造技术已经有很多种类型，并在逐步进化演进。我们所熟知的喷嘴喷出塑料成型技术既不使用激光器也对激光加工不会造成威胁。所以我们需要考虑的是激光烧结技术及激光金属沉积技术。激光烧结技术通过高能激光熔化金属、塑料、陶瓷甚至玻璃材料，一层一层构建物体。激光金属沉积和激光烧结技术类似，但是激光金属沉积不仅可用于构建金属物件同时也能在金属物体表面工作，覆盖金属或修复金属零件。除此之外还有一些增材制造技术会使用到激光器，例如光固化，可通过紫外激光二极管加工和硬化聚合物材料。另外一种高分子材料3D打印技术，通过紫外灯及DLP芯片曝光，不需要激光器。

　　目前从事激光烧结增材制造设备生产的厂商主要有：3D Systems、Concept Laser、e-Manufacturing Solutions (EOS)、Materialise、 Matsuura、 Realizer、Renshaw、RPM Innovations、SLM Solutions、Stratasys、Sodick和Trumpf。未来将会有更多企业进入该领域。

　　激光增材制造设备的增长也带动了激光光源收益的提升。2015年来自激光烧结打印机的激光器收入预计为33.3百万美元，2016年预计将达到49.9百万美元，相对2015年增长50%。值得注意的是，这种收益增长单单指的是激光器，还没有包括3D打印机本身。2015年金属3D打印机销售额增长远远超过其他打印机产品。

　　如果你对激光烧结应用领域深入研究就会发现，该技术主要适用于小批量复杂物件加工，例如航空航天原型设计和医疗领域。这些应用领域很少使用传统激光减材加工方式，除了医疗领域。

　　接下来我们回到最初提出的，增材制造是补充还是威胁传统激光加工制造的问题。到目前为止，增材制造还未造成很大威胁，但是也不难成为现实。为什么要用激光焊接而不直接构建整个部件？为什么要切割金属而不是在一开始就直接制造正确尺寸的部件？当然在现实生活中并不是什么都是完美的。增材制造可以减少材料浪费，但是其加工过程相对较慢。传统激光加工制造也不是那么容易被取代的。

　　好消息是现在并不用二选一，SLM Solutions和Sodick公司最新解决方案让我们看到了未来制造业的样子。这两家公司产品激光器即可完成增材制造也能实现传统激光加工制造。这类高端设备包含4个激光器，可同时执行多个任务。

　　的确，增材制造正引起全球制造业剧变，这种新型技术也展示了激光器的多用途性。不管未来制造业将发生什么样的变化，很明显激光器都会是其中一部分。