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寻求3D打印纵深发展“突破口” 激活智能制造

文章来源:网络人气:423发表时间:2018-05-25 11:58:56

  作为21世纪最具创新性的前沿科技,3D打印集合了大规模生产和个性化制造的优点,实现了高效率、低成本的生产方式,代表着未来智能制造的方向。近年来,随着3D打印技术在消费电子业、航空航天业、汽车制造业、生物医疗以及个性化消费品等领域的商业化应用,大大提高制造业的生产效率、生产精度,同时起到减材节能的良好效果。

  目前,3D打印逐渐由实验阶段向应用阶段迈进,市场对3D打印的需求不再局限于打印模型组件,将3D打印应用于工业原型样件(Prototype)是当前该技术在工业生产领域结合最紧密的应用方向之一。据Sculpteo最新发布的《2017年3D打印行业调查报告(TheState of 3Dprinting,Edition 2017)》,原型样件的应用占到整个技术应用的34%,概念产品的验证(Proof of Concept)则占23%,两者叠加已经超过整个3D打印技术应用的50%以上。

  3D打印发展瓶颈待突破

  纵然市场前景乐观,但是现实通往理想之间依然有着短期内难以逾越的鸿沟,总体而言,3D打印仍在缓慢前行,主要受限于以下几方面因素:首先,3D打印商业模式单一,不购买设备就不能分享这项技术造成很多用户持续观望;其次,人才严重短缺,真正了解乃至应用3D打印技术的专业人才非常稀缺;另外,3D打印所需的原材料供给较少,价格较高。此外,消费市场对增材制造的认识还不足,加之工业级增材制造设备的昂贵成本和维护费用,使中小企业望而却步,还需要较长时间的市场培育。另外,材料同样是阻碍3D打印持续发展的重要因素,目前虽然可应用于3D打印领域的材料已达千余种,但是与产业发展需求对比,尚且不够。而且,关键材料基本依赖进口的局面得不到改观,将对我国3D打印产业的可持续发展造成严重影响。

  统筹规划布局逆境求生

  任何新生事物从诞生到走向成熟都是一个破茧成蝶的过程,3D打印亦是如此。3D打印如果想要实现从小规模应用到制造业主流制造方式的转变,改变传统制造业数百年的生产方式和成型工艺,并非一蹴而就。业内人士分析指出,发展3D打印这样的新兴技术必须通盘考虑,从战略高度统筹规划和布局:首先要从设计端入手,优化生产工艺,改进生产流程,最大限度发挥3D打印在生产制造过程中的最大优势;其次要从材料端入手,丰富材料种类,提升打印装备的精密度和稳定性,完善其功能;第三要完善3D打印人才培养体系,引导高校培养更多应用型人才,服务于产业技术应用需求。同时,企业也可以选择与高校进行合作,大力培养符合各方面需求的专业型人才,破解人才困局;第四要搭建更多开放式服务平台,深化“3D打印+”,促进3D打印与传统产业紧密结合,加快推动3D打印行业的标准建设与规范化进程,为3D打印产业的持续发展奠定坚实基础。同时,行业应当鼓励企业加强技术、服务、管理经验交流,依靠群体优势促进研发突破。只有这样,3D打印技术才可能尽快走出应用市场的最后一公里,这需要政府有关部门出台相关扶持政策,鼓励原始创新,鼓励用户与3D打印服务平台结合。

  重点领域寻求“突破口”

  3D打印的纵深发展亦应是由“点”及“面”,由小范围应用拓展到社会全产业链的普及化。在这一发展过程中,探索与3D打印高度匹配的领域,由浅入深进行实验、论证、完善,最终逐渐成熟,走向商业化广泛应用。

  铸造业或许可以身先士卒,扮演“领头羊”的角色。调查显示,铸造市场的规模是工业样件市场的近1000倍。以国内铸造业为例,数据显示,2010年我国铸造企业数量多达30000家,居全球首位;2010年中国铸造业规模以上企业仅5957家,平均单厂年产量为3506吨。其中,精密铸造是铸造业中技术水平最高、工艺最复杂、利润率最高的细分领域,很大一部分的航空、汽车的复杂零部件,都是用这种工艺生产的。由于每一个精密铸造零件都必须对应一个蜡模和形壳,而通过3D打印可以一体成型,省去开模环节和成本,而且目前工艺性能上足以替代传统的铸造蜡。此外,由于新材料在常温下不会变形,使得在大型铸造件上,有更加明显的优势。

  医疗领域同样是能够让3D打印大放异彩的关键领域,3D打印的小批量、个性化打印与患者因人而异的个性化治疗方案不谋而合。如今,医疗领域已经占领了3D打印市场份额的三分之二。报告显示,全球3D打印市场2016年可达2.796亿美元,并在未来10年复合年增长率(CAGR)为17.5%。市场研究公司IQ4最新分析报告也指出,到2022年,全球医疗3D打印市场规模将达到38.9亿美元(约合260亿人民币)。此外,3D打印除了辅助医疗、制造部分人体器官以外,在提供订制、个性化医疗方面也有巨大潜力。

  结束语:以3D打印为代表的前沿科技正在带领制造业和社会全产业链进入智能制造时代,但是这一过程注定需要用探索和创新、坚持与信念来构建。人们对3D打印的期许不只停留在打印小的物件上,打开广阔的市场蓝海才是3D打印的终极目标,因而只有打开纵深“突破口”,才能激活3D打印无限潜能,创造更多的经济价值和社会价值。

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