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[资讯] 3D打印——制造业的未来

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上等兵

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发表于 2019-5-14 12:50:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
3D打印,又称为“增材制造”,属于快速成型技术的一种,是一种以数字模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过使用3D打印设备将材料进行逐层添加从而制造出三维物体的新型制造技术。它是信息网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合。
跟传统铸造技术相比,3D打印技术最大的优势在于不需要模具即可实现各种形状产品的制造。因此3D打印技术特别适合应用于利用模具铸造困难、形状复杂、个性化强的产品。此外,传统制造技术中,产品模具需要多次调试,研发成本较高。而3D打印技术可以大大缩短研发周期,降低研发成本。
3D打印技术最早出现于20世纪80年的美国,2012年开始在中国兴起。作为先进制造业的重要组成部分,国家对其的发展高度重视,先后出台了不同的政策支持
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相关文件
具体内容
  
2012年
  
  
国务院
  
  
《十二五国家战略性新兴产业发展规划》
  
  
智能制造装备被列为20个重大工程之一
  
  
2013年
  
  
科技部
  
  
《国家高技术研究发展计划及国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》
  
  
首次明确将3D打印技术发展列入其中
  
  
2014年
  
  
北京市科委
  
  
《促进北京市增材制造科技创新与产业培育的工作意见》
  
  
重点突破一批原创性技术,研发一批专用材料,研制一批高端装备
  
  
2015年
  
  
工信部
  
  
《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016)》
  
  
首次将3D打印产业发展上升到国家战略层面,对3D产业的发展做出了整体计划。到2016年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。
  
  
2017年
  
  
发改委
  
  
《重大技术装备关键技术产业化实施方案》
  
  
由骨干企业牵头,联合相关单位,研制工业级铸造3D打印设备,满足大型发动机、航天航空等领域黑色及铝合金铸件的需求。
  
  
2018年
  
  
国家知识产权局
  
  
《知识产权重点支持产业目录(2018年本)》
  
  
将3D打印材料列入先进结构材料项目作为知识产权重点支持产业
  

在国家政策的支持下,经过几年的研究,我国的3D打印技术得到了巨大的发展,产业规模逐年提高:



虽然从2015年开始增长速度有所减缓,但产业规模仍保持每年增长的趋势。尤其是这两年,通过不断地自主研发,我国3D打印产业逐渐脱离了对外国的技术和材料依赖。以浙江迅实科技为例,从2013年成立至今,通过相关技术人才的招揽,迅实科技现在已经拥有了自己的技术团队,并与西交大卢秉恒院士合作设立了院士工作站。迅实科技现已开发了MoonRay系列3D打印机,研制了Resin高精度DLP光敏树脂材料等。
相较于迅实科技的不断发展,其他很多3D打印公司却在行业中面临困境。他们大多没有自己独立的技术支撑,或过分依靠上游材料,纯粹靠3D打印输出而难以生存。可见不管是何种行业,科学技术才是第一生产力。
经过不断发展,3D打印技术功能日趋精细化,应用领域也越来越广
下表是现在3D打印技术及应用领域的整理:

使用材料类型
打印技术全称
缩写
应用领域
  
金属3D打印
  
  
选择性激光熔化成型
  
  
SLM
  
  
军事,航空航天,汽车,医疗
  
  
选择性激光烧结成型
  
  
SLS
  
  
激光直接烧结技术
  
  
DMLS
  
  
电子书熔化技术
  
  
EBM
  
  
高分子3D打印
  
  
熔融沉积式成型
  
  
FMD
  
  
工业设计,模具,医疗,珠宝
  
  
选择性热烧结
  
  
SHS
  
  
立体平板印刷
  
  
SLA
  
  
数字光处理
  
  
DLP
  
  
陶瓷3D打印
  
  
三位打印技术
  
  
3DP
  
  
航空航天,军工
  
  
生物3D打印
  
  
细胞绘图打印
  
  
CBP
  
  
组织工程
  

从图表中可以看出,现阶段3D打印技术在军事、航空航天、医疗以及工业级打印领域被广泛运用。尤其在医疗领域,3D打印技术的运用与逐渐成熟将极大地改变以往传统医疗方式,转为依靠科技手段来实施更加精准,风险更小的高难度手术。2019年4月15日以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织为原材料,3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏。这必将成为心脏病患者的福音,为更多心脏病患者的康复带来契机。
综合3D打印产业的技术特点和发展现状,可以预测到3D打印行业未来的发展趋势呈现以下特点:
1.3D打印个人消费保持高速增长
随着“个人制造”的兴起,桌面级3D打印机的需求会进一步提高,从而促进上游打印材料的消费。因此在个人消费领域,3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速。
2.3D打印金属材料应用程度不断加深
在工业消费领域,由于3D打印金属材料的不断发展,以激光金属烧结为主要成型技术的3D打印设备,将会在未来工业领域的应用中获得相对较快的发展。
3.产业链上的专业分工会进一步深化
现阶段,主要的3D打印企业一般以材料供应,设备制造和打印服务的综合形式存在。这是由产业发展初期技术推广和市场规模的限制所致。长期来看,产业链的各环节会产生专业化的分离,专业材料供应商和打印企业会出现,产品设计服务会独立或向下游消费企业转移。
就目前而言,国内的3D打印技术仍在起步阶段,无论是工业应用还是个人消费领域都存在巨大的潜在发展空间。就长期的需求增长而言,上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业会发展得更好。因为在通用化的技术标准不断推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。而从个人消费到工业制造,不管哪个领域快速增长,对耗材的需求都是必不可少的。

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