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3D打印开启“私人订制”时代
发表时间:2015-09-29 14:07来源:《装备制造》 字体:[][][] [打印] [关闭]

    日前国务院专题讲座,讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。总理指出,以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式,正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,实现了制造从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,具有重大价值。

    赛迪顾问 原材料产业研究中心 雷洋

    最近几年,3D打印的曝光度越来越高,3D打印房屋、3D打印汽车等3D打印产品的横空出现,不仅引起民众的广泛关注,更是使得3D打印成为投资资金的新宠,3D打印概念股表现大好。

    实际上,3D打印并非新鲜事物,早在20世纪80年代就有专门的研究机构和企业从事3D打印设备、材料、产品的研发与生产制造。经过几十年的发展,3D打印已在工业造型、机械制造、军事、建筑、影视、家电轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域取得技术突破并得到初步应用。

    虽然目前全球3D打印市场份额只占整个制造业的0.02%,但是随着3D打印技术和材料的发展,其应用领域必将不断拓展,应用规模将不断扩大。2012年,全球3D打印设备市场规模为22.04亿美元,同比增长28.6%,预计到2017年将达到50亿美元,到2020年将达到108亿美元。 

    工业4.0背景下3D打印必受政策热捧

    3D打印技术完美地契合了工业4.0制造智能化、资源效率化和产品人性化的理念,因此成为广大国家发展的重点。2012年,奥巴马针对美国制造业提出了一系列发展方案,将3D打印列为11项重要技术之一,并联合研发机构、高等院校、制造商,建立了国家3D打印研究所。3D打印是一场制造技术的革命,对中国制造业升级至关重要。我国从20世纪90年代起研发3D打印技术,目前,清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学、华中科技大学、北京隆源公司等研究机构与企业,已经在3D打印设备和材料领域取得一定研究成果。2012年10月,中国3D打印技术产业联盟成立,2013年,中国3D打印技术产业创新中心(南京、潍坊、珠海)相继成立。2013年,3D打印入选国家“863”计划,国家将提供4000万人民币作为研究基金来支持3D打印核心技术的发展,北京将投入15亿人民币支持3D打印技术。2015年2月,工信部下发《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》,对3D产业的发展做出了整体计划,未来相关产业政策的出台在预料之中。

    定制化生产制造是3D打印主要发展方向

    基于3D打印低成本定制化的优势,航空工业、生物医学和个人消费是其最具潜力的应用领域。“十三五”期间,我国3D打印将率先在航空工业领域获得广泛应用。2013年1月,“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获国家技术发明奖一等奖,我国成为世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家、世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家,航空部门和汽车制造等工业领域是该类3D打印技术最能发挥优势的领域,未来几年其应用将步入快速成长期。

    3D打印在生物医学领域的应用初步显现,目前正在探索的应用主要有假牙和假肢,当3D打印技术与医学影像建模、仿真技术结合之后,还能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面得到广泛应用。随着打印设备和打印材料技术的进一步突破、成本的进一步下降,3D打印在个人消费领域(食品、艺术品、个性化物品等)也将得到进一步发展。“十三五”期间,3D打印将深刻影响制造企业的生产方式,引领制造业从标准化和精益化生产步入定制化生产。经过“十三五”的夯实发展,到“十四五”期间,借助网络和信息技术,我国有望初步形成以“个体创意+社区共建+云制造”为代表的新的制造业模式。

    3D打印产业化发展尚需突破四大瓶颈

    从中长期看来,3D打印产业具有较为广阔的发展前景,但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离,理想很丰满,现实很骨感,短期内对于3D打印的发展不宜过分高估。3D打印欲实现产业化发展,需要突破技术成本、打印材料、产品质量、社会风险等四大瓶颈。技术成本方面,以3D打印机为例,其造价昂贵,大多桌面级3D打印机售价2万元人民币左右,国内的仿制品价格可以低到6000元以下,但质量难以保证。打印材料方面,3D打印材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在隐患,另外材料的价格也偏高,亟需丰富材料品种、降低材料价格。产品质量方面,许多3D打印产品精度还不尽人意,打印效率还远不适应产业化需求,而且受工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。社会风险方面,3D打印的技术优势使得假冒、仿造变得更加容易,不在知识产权等方面提前做好应对,3D打印技术的泛滥将会带来严重的社会风险。

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责任编辑: 赵丹