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关于3D打印技术未来的憧憬和担忧

2018年3月9日,《福布斯》发表了一篇对中国3D打印产业发展情况的报道,其中更是提到中国3D打印公司联泰科技、西安铂力特、湖南华曙高科、上海盈创...


美国3D打印媒体3ders.org曾报道过,一家上海工程公司建造了10栋200平方米的3D打印房屋 ,房屋的建设者上海盈创装饰设计工程有限公司曾以仅4,800美元的价格推出混凝土结构3D打印。




据统计,2015年中国3D打印产业规模为7.78亿美元;2016年,中国3D打印产业规模为9.26亿美元。市场研究公司IDC表示,2017年中国在3D打印产业花费了11亿美元,它将中国称为"亚洲3D打印增长背后的力量"。市场研究公司Markets and Markets估计,到2023年,全球3D打印行业的总市值将达到327.8亿美元,复合年增长率为25.76%。该研究公司在一份报告中称,生产成本下降,定制产品和政府投资的便利正在推动这一增长。国家支持政府投资解释了中国的大部分上涨趋势,补贴已经推动了半导体和电动汽车的发展。 现在,中国正在推行支持先进3D打印机的政策。




并且中国政府正在通过在教育领域引入3D打印技术来"储备未来的人才", 这是关键,因为该国目前缺乏创新的3D打印劳动力。3D打印的汽车零件,建筑模型,甚至烹饪课的明胶都可以帮助大学生学习,另外提升价值链,医疗保健,造船和航空航天也需要3D打印的物品。

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政策支持


近年来,3D打印在国际、国内都引起广泛关注,被列入《国家高技术研究发展计划(863计划)》,全国各重要工业城市也纷纷出台3D打印相关的扶持及优惠政策,鼓励创新,大力发展该项业务。


国务院印发的《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》中提到,要增加增材制造等前沿技术和装备的研发,推动优势和战略产业快速发展。


2017年12月,工业和信息化部、发展改革委等十二部门印发《增材制造(3D打印)产业发展行动计划(2017-2020年)》。


计划中提到,到2020年,增材制造产业年销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上。关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升。


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部分技术世界先进


目前我国在3D打印已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求。


在这方面,西北工业大学的黄卫东团队采用这类技术直接制造金属零件,并已成功对航空发动机叶片进行了再制造修复。


与此同时,北京航空航天大学教授王华明领衔的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”,让我国在高性能金属材料3D打印上,跻身世界领先行列,如今已广泛应用于我国的航空航天领域。


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“3D打印”从科研走向产业


2017年12月8日,2017世界智能制造大会专项活动——制造业+增材制造技术分论坛在南京国际青年会议中心举行。多位业界专家及领军企业负责人现场介绍了增材制造(俗称“3D打印”)技术的最新成就,3D打印正逐渐从科研走向产业。


3D打印现在已被应用到了高性能大型金属构件的生产中。由于3D打印是热加工,目前还存在很多缺陷,尤其是在生产大型的构件方面,容易出现断裂等问题。



大型金属构件增材制造国家工程实验室副主任张述泉介绍,他们经过长期科研攻关,现在在很多材料的3D打印中终于克服了这一难题,最大已经可以3D打印出12平方米的高性能金属构件,被广泛应用于航空、核电、汽车等领域。


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物联网+3D打印


无处不在的互联网技术和日益成熟的3D打印结合后,可以形成威力巨大的智能制造生态系统,打通从设计师到消费者之间的通道,并有可能干掉工厂。


对于3D打印在“中国制造”向“中国智造”过程中的角色定位,3D打印是发展智能制造的核心技术之一,有不可替代的作用。特别是将3D打印技术与物联网技术、大数据、云计算、机器人、智能材料等其他先进技术结合,将构成一个智能产业生态系统。

设计师将各种富有创新意义的设计放到数据库平台上,用户通过物联网技术,就可以自由选择需要的产品,然后在家里打印出来,从而实现万物互联,万物打印。


不利因素


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与领先国家差距大


我国3D打印领域尽管专利数量多,但是质量较领先国家仍有很大差距。我国3D打印领域被引用频率高的专利明显较少,而且专利的权利要求书条目也相对少一些。


条目数量在一定程度上反映了技术的先进性和复杂性,同时也体现了专利的质量。缺乏核心技术与人才是制约中国3D打印发展的关键因素。


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无法商业化量产


国内3D打印企业由于生产效率、材料短缺、缺乏核心技术等问题,短期内恐无法实现批量化、规模化生产。以3D打印制造出的电话为例,说明电话可以制造出,但只能看,不能用,因此,3D打印商品不能加上电子组件,无法让电子产品量产。


究其原因,一方面3D打印所使用的耗材非常有限。目前3D打印的耗材原料主要分为仅有石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料、陶瓷等10多种,且价格较为昂贵,金属尤是。


国产3D设备对应的耗材短缺主要源自两个原因:便宜的赚不到钱,厂家不愿意生产,而贵的耗材现有技术跟不上,由于缺少政策扶持和补贴,厂家又不愿意投入资金和人力成本去研发。


另一方面,3D打印机的价格十分高昂,大多桌面级的3D打印机售价都在万元左右,国内也有价格在2000元左右的机器,但质量却难以保障。


此外,3D打印在产品精度和生产时长等生产效率上都有一定的局限性,也成为阻碍量产的主要原因之一。


综上,你对3D打印未来五年的发展,有信心没?


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