3D列印將開啟“私人訂制”生産模式
- 發佈時間:2015-04-22 03:32:44 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
3D列印方興未艾,市場應用前景可期
最近幾年,3D列印的曝光度越來越高,3D列印房屋、3D列印汽車等3D列印産品的橫空出現,不僅引起民眾的廣泛關注,更是使得3D列印成為投資資金的新寵,銀邦股份、中航重機、華中數控等3D列印概念股表現大好。實際上,3D列印並非新鮮事物,早在20世紀80年代就有專門的研究機構和企業從事3D列印設備、材料、産品的研發與生産製造。經過幾十年的發展,3D列印已在工業造型、機械製造、軍事、建築、影視、家電輕工、醫學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域取得技術突破並得到初步應用。雖然目前全球3D列印市場份額只佔整個製造業的0.02%,但是隨著3D列印技術和材料的發展,其應用領域必將不斷拓展,應用規模將不斷擴大。2012年,全球3D列印設備市場規模為22.04億美元,同比增長28.6%,預計到2017年將達到50億美元,到2020年將達到108億美元。
工業4.0背景下3D列印必受政策熱捧
3D列印技術完美地契合了工業4.0製造智慧化、資源效率化和産品人性化的理念,因此成為廣大國家發展的重點。2012年,奧巴馬針對美國製造業提出了一系列發展方案,將3D列印列為11項重要技術之一,並聯合研發機構、高等院校、製造商,建立了國家3D列印研究所。3D列印是一場製造技術的革命,對中國製造業升級至關重要。我國從20世紀90年代起研發3D列印技術,目前,清華大學、北京航空航太大學、西安交通大學、華中科技大學、北京隆源公司等研究機構與企業,已經在3D列印設備和材料領域取得一定研究成果。2012年10月,中國3D列印技術産業聯盟成立,2013年,中國3D列印技術産業創新中心(南京、濰坊、珠海)相繼成立。2013年,3D列印入選國家863計劃,國家將提供4000萬人民幣作為研究基金來支援3D列印核心技術的發展,北京將投入15億人民幣支援3D列印技術。2015年2月,工信部下發《國家增材製造産業發展推進計劃(2015—2016年)》,對3D産業的發展做出了整體計劃,未來相關産業政策的出臺在預料之中。
定制化生産製造是3D列印主要發展方向
基於3D列印低成本定制化的優勢,航空工業、生物醫學和個人消費是其最具潛力的應用領域。“十三五”期間,我國3D列印將率先在航空工業領域獲得廣泛應用。2013年1月,“飛機鈦合金大型複雜整體構件鐳射成形技術”獲國家技術發明獎一等獎,我國成為世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件鐳射快速成形及技術的國家、世界上唯一掌握鐳射成形鈦合金大型主承力構件製造且付諸實用的國家,航空部門和汽車製造等工業領域是該類3D列印技術最能發揮優勢的領域,未來幾年其應用將步入快速成長期。
3D列印在生物醫學領域的應用初步顯現,目前正在探索的應用主要有假牙和假肢,當3D列印技術與醫學影像建模、倣真技術結合之後,還能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的製造方面得到廣泛應用。隨著列印設備和列印材料技術的進一步突破、成本的進一步下降,3D列印在個人消費領域(食品、藝術品、個性化物品等)也將得到進一步發展。“十三五”期間,3D列印將深刻影響製造企業的生産方式,引領製造業從標準化和精益化生産步入定制化生産。經過“十三五”的夯實發展,到“十四五”期間,借助網路和資訊技術,我國有望初步形成以“個體創意+社區共建+雲製造”為代表的新的製造業模式。
3D列印産業化發展尚需突破四大瓶頸
從中長期看來,3D列印産業具有較為廣闊的發展前景,但目前産業距離成熟階段尚有較大距離,理想很豐滿,現實很骨感,短期內對於3D列印的發展不宜過分高估。3D列印欲實現産業化發展,需要突破技術成本、列印材料、産品品質、社會風險等四大瓶頸。技術成本方面,以3D印表機為例,其造價昂貴,大多桌面級3D印表機售價2萬元人民幣左右,國內的仿製品價格可以低到6000元以下,但品質難以保證。列印材料方面,3D列印材料多采用化學聚合物,選擇的局限性較大,成型品的物理特性較差,而且安全方面也存在隱患,另外材料的價格也偏高,亟須豐富材料品種、降低材料價格。産品品質方面,許多3D列印産品精度還不盡人意,列印效率還遠不適應産業化需求,而且受工作原理的限制,列印精度與速度之間存在嚴重衝突。社會風險方面,3D列印的技術優勢使得假冒、倣造變得更加容易,不在智慧財産權等方面提前做好應對,3D列印技術的氾濫將會帶來嚴重的社會風險。(賽迪顧問原材料産業研究中心 雷洋)
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