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资本推进技术突围 3D打印有望井喷式增长

放大字体缩小字体发布日期:2014-10-20 来源:[标签:出处] 作者:[标签:作者] 浏览次数: 89
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3D打印技术,又叫快速成型技术。原理是将一项产品设计转化为3D数据,然后将这些数据录入3D打印机,使用合适的添加剂进行逐层打印,然后叠加到一起成为实物。由于能将设计直接转化为实物,因此给人们的生活带来诸多便利。

也因此,有人说3D打印机的神奇之处在于,它即将完全改变人们对传统制造的印象-原来制造业也可以告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具。所以我们说,3D打印机将真正带来以数字化为核心的第三次工业革命浪潮。

被视为颠覆传统制造的技术革命

3D打印技术一直被人褒奖为无所不能,有人誉为是继蒸汽机、电脑、互联网后又一项伟大的发明。更有甚者,有未来学家预言,3D打印技术将对人类生活、学习和工作产生深远的影响。

3D打印还给设计产业带来了巨大的改变。“那些比较复杂的设计,与人感觉相关的设计,在3D打印机这里能够较好地制作出来。”用3D打印能够把那些需要设计得很微观的模具或者鼠标等形象地打印出来。不仅如此,“原来从设计到样品制作出来需要两三个月之久,但利用3D打印机,只需要两三天就可以了,这将给未来的设计产业将带来很大的变化。”

也有实践证明,通过3D打印机设计出来的产品也“神奇般”地得到了应用。2011年8月,英国南安普敦大学设计并试飞了世界上第一架“打印飞机”,飞行时速达100公里,其材质质地紧密程度超乎想象。同年9月,世界上第一辆“打印汽车”在加拿大亮相,单缸发动机制动功率8马力,最高时速可达112公里。2012年7月,美国宇航局称在研究“未来3D打印宇宙飞船”,此外还正在测试一种太空3D打印机,供宇航员在太空打印所需物品。更有甚者,最新的第四代3D打印机除了能打印汽车和房子,还能打印珠宝、牙齿和血管,它对于人类的影响力已经越来越大。

未来的生产将不再是大规模标准化生产的天下,只要手上有相关的模板、3D打印机以及配套的打印耗材,哪怕在家里也能够自行完成整个打印流程,“生产”出自己想要的物品。但这也给传统制造业敲响了警钟:首先,数字化制造技术将大大减少直接从事生产的操作工人,劳动力所占生产成本比例随之下降。此外,数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化,包括满足小批量产品的生产需求。

如果未来中国制造业不能在以3D打印技术为代表的数字化制造技术上夺得一席之位,那么中国制造曾经拥有的优势,都变得不再吸引,国内制造业也可能会面临重大打击。

专家表示,发展3D打印技术要避免几年前发展光伏产业那样,没有核心技术和国内市场需求却大规模扩大产能。要想在3D打印领域突围,摆脱低端制造的现状,对政府而言,最重要的是改变思路。我国3D打印如果要得到好的发展,政府和企业需要共同努力。如果政府和企业能够把握机会进行新技术的学习和突破,这也将会成为中国制造业史上的一次升级契机。

技术突围与规模化发展

虽然3D打印市场潜力巨大,以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用,将推动实现“第三次工业革命”,成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。但是目前它并没有人们所想象般的“万能”。3D打印技术在美国正如火如荼地产业化,但目前在国内还处于初级发展阶段,目前还有不少问题存在。

目前3D打印亟待解决的技术难题包括:3D打印出来的产品物理性能、精度、强度等是否能与切削成型出来的部件一样甚至更高;目前,适用3D打印的材料尚有限,仅以塑料及个别金属、尼龙为主,3D打印技术的应用取决于是否有更合适的新材料应用到该领域,3D打印材料能否突破单一材料的限制,实现不同材料东西的混合,制造更加高复杂的产品。

技术上的屏障,使3D打印机性能还有待进一步提升。有业内人士反应称,由于3D打印机采用层层叠加工艺,层和层之间的粘结再紧密,也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美;同时,每一层的厚度再薄,也是一层一个坎,外表面仍需打磨才能满足精度要求。

而国产的性能相比海外,在高端品种上更是存在差距。比如说国产的打印机出来的‘丝’不如国外的干净,材料的不光滑让打印出来的产品看起来不那么漂亮。

与此同时,价格因素也成为3D打印机发展的瓶颈。目前3D打印机的价格差距悬殊,低端的家用型价格低至数千元,但高端的价格可以高至数百万元。不仅如此,打印所需原料价格也是差距甚大。低端原料国内已经能自产,价格比较便宜,但高端的只能从国外进口,价格很昂贵,导致成品价格也非常贵。仅以一个飞机小零件“3D打印”而言,打印这种部件的金属粉末原料,一公斤需8万元,这个零件从“3D打印”出来至少要卖2万元,其价格之高令人乍舌。

在解决了上述一系列技术问题之后,3D打印未来的工业技术路线朝哪个方向走,现在可见的工业路径大致有四条,一是向设备的零部件制造方向发展,特别是以3D打印技术彻底替代模具工艺和切削工艺;二是工业生产的最终产品直接由3D打印机来完成;三是走向消费者家庭,成为家庭“微制造”的工具,如打印玩具、礼品、日用品等;第四是向医药卫生、人体器官领域发展。

虽然3D打印能够打印出各种新奇的设计,但它却无法应用于工业化大批量生产。如果新研发一个新产品,单件小批量生产,用3D打印肯定比传统开模具生产要快。但如果批量生产,3D打印显然不适合。就和普通打印一样,打印几张纸用打印机很快,但如果印书,到印刷厂做成模板再印则快得多。

目前,最好的方式是利用这一领域的开源,我们可以把国外的图纸、控制器都拿到国内,这样国内与国外就处于同一起跑线了,即便万一这行业由开源走向封闭,那么国内还可以根据之前的积累往前走。如果真正要解决一些技术上的问题,还需要大量的时间和精力去投入

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