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3D打印技術將如何改變“中國制造”？

2013-11-21 14:54 來源：學習時報責編：陳莎莎

摘要：: 當前，新一輪世界科技革命正在孕育，以增材制造技術為重要代表的第三次工業(yè)革命初見端倪。我國正處于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期，增材制造技術的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來了挑戰(zhàn)。

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小C專訪｜正博總經(jīng)理范

小C專訪·煒岡股份董事

　　【CPP114】訊：當前，新一輪世界科技革命正在孕育，以增材制造技術為重要代表的第三次工業(yè)革命初見端倪。我國正處于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期，增材制造技術的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來了挑戰(zhàn)。
　　
　　OFweek激光網(wǎng)訊：當前，新一輪世界科技革命正在孕育，以增材制造技術為重要代表的第三次工業(yè)革命初見端倪。我國正處于工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期，增材制造技術的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來了挑戰(zhàn)。加快推進增材制造技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，對于提升我國制造業(yè)的整體創(chuàng)新能力，取得在數(shù)字化制造、智能制造方面發(fā)展的主動權，搶占先進制造業(yè)發(fā)展制高點，加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變具有重要意義。
　　
　　增材制造技術與3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
　　
　　增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術是利用計算機設計數(shù)據(jù)，采用材料逐層堆積的方法制造實體零件的技術，AM技術與傳統(tǒng)制造技術的融合發(fā)展將對制造業(yè)產(chǎn)生重要影響。歐美發(fā)達國家密切關注這一最新動向，加緊戰(zhàn)略部署，推動AM技術創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化。自1990年由美國麻省理工學院申請的專利“三維技術印刷”獲得批準后，二十多年來，隨著AM技術取得快速發(fā)展，包括“快速原型制造（Rapid Prototyping）”“實體自由制造(Solid-form Fabrication)”等新型制造業(yè)態(tài)都被統(tǒng)稱為3D打印產(chǎn)業(yè)，并預測這種實體自由成形制造技術將帶來“第三次工業(yè)革命”。
　　
　　3D打印產(chǎn)業(yè)代表制造業(yè)特別是大型航空航天制造發(fā)展新趨勢。美國Wohlers協(xié)會在2012年度報告指出，AM技術誕生25年以來，相關設備和服務平均年增長率27%。據(jù)預測，到2016年該市場規(guī)模將達到31億美元，到2020年將增長到52億美元。AM技術正處于發(fā)展期，具有旺盛的生命力，還在不斷發(fā)展；隨著技術發(fā)展，應用領域也將越來越廣泛。
　　
　　目前，該技術與不同的材料和工藝結(jié)合形成了20多種AM設備，并呈現(xiàn)出三個方面的發(fā)展態(tài)勢：一是利用3D打印機直接制造日常消費品；二是采用激光或電子束直接成形制造功能零件；三是將復合材料組織與外形結(jié)構(gòu)的設計同步并制造一體化組織與結(jié)構(gòu)。
　　
　　我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
　　
　　自20世紀90年代初以來，清華大學等高校，在3D打印設備制造技術、3D打印材料技術等方面開展了積極的探索。盡管已有部分技術處于世界先進水平，但國內(nèi)3D打印成本較高，多用于實驗，規(guī)模化應用尚需時日。用3D打印替代傳統(tǒng)制造業(yè)批量生產(chǎn)，從效率、成本和可靠性等方面來看都面臨著極大挑戰(zhàn)。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來說，我國3D打印產(chǎn)業(yè)主要存在以下四個方面亟待破解的問題：
　　
　　產(chǎn)業(yè)布局層面，3D打印技術路線和國家層面產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略亟待出臺。首先，3D打印技術沒有被確立為國家主流制造技術范疇。3D打印技術往往被看作工業(yè)設計的一種輔助手段，國家對3D打印這一交叉學科的技術總體規(guī)劃與重視不夠。其次，3D打印產(chǎn)業(yè)培育的基礎較為薄弱。3D打印產(chǎn)業(yè)沒有形成產(chǎn)業(yè)鏈、工業(yè)環(huán)境不配套等等；在一些核心技術和關鍵器件上仍然對國外依賴較大；在應用方面，我國的3D打印產(chǎn)業(yè)分布領域也較為狹窄。
　　
　　產(chǎn)業(yè)規(guī)模層面，3D打印行業(yè)共性標準沒有建立，制約了大規(guī)模商業(yè)化。3D打印技術應用特征是小批量、多品種和個性化，這就凸顯行業(yè)共性標準的決定性意義。目前國內(nèi)的3D打印企業(yè)整合度較低，主導的技術標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術研發(fā)和推廣應用還處于無序狀態(tài)等等。可見，3D打印行業(yè)共性標準體系一日不建立，3D打印就一日不能大規(guī)模商業(yè)化。
　　
　　產(chǎn)業(yè)支撐層面，3D打印材料供給不足成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個巨大瓶頸。3D打印產(chǎn)業(yè)特殊性之一就是材料為王。耗材對3D打印技術的應用和發(fā)展起決定作用。國內(nèi)有能力生產(chǎn)3D打印材料的企業(yè)并不多，主要依賴進口，特別是金屬材料。由于國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)還處于弱小階段，過小的市場導致企業(yè)缺少加大研發(fā)投入的能力與動機，而且即便耗材研發(fā)成功，也存在規(guī)模化生產(chǎn)、材料配比等問題。
　　
　　產(chǎn)業(yè)成長層面，3D打印產(chǎn)業(yè)的技術產(chǎn)品化開發(fā)滯后于國內(nèi)市場開發(fā)。一方面，我國3D打印技術大多積淀在高校，代表一定實力的3D技術開發(fā)大多為清華大學等高校所掌握。但由于高校在技術產(chǎn)業(yè)化方面固有缺陷，使得這些技術的產(chǎn)品化開發(fā)還很不充分；已有的幾家自主制造3D打印設備企業(yè)規(guī)模較小，研發(fā)力量不足。另一方面，國內(nèi)3D打印服務的市場開發(fā)由于進入門檻低而出現(xiàn)過度開發(fā)特征。雖然，他們迅速開拓了3D打印服務市場，但同時由于原發(fā)性創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)核心技術的缺失也給整個處于孵化期的行業(yè)增添了風險。
　　
　　

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