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3D打印在中国的机会与出路-【资讯】

发布时间:2021-07-21 15:12:21 阅读: 来源:电动枪厂家

增材制造技术,俗称3D打印,是利用计算机设计数据采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术,其始于20世纪80年代的快速成形技术。目前,已经发展出激光烧结技术、熔融沉积成形技术、立体光刻技术、电子束熔炼技术、超声波固结技术、喷墨沉积技术等多种类型。

3D打印的技术主要包括SLA、FDM、SLS、LOM等工艺,目前三种主流技术为:

1、立体光刻造型技术(SLA):先由软件把3D的数字模型,“切”成若干个平面,这就形成了很多个剖面,在工作的时候,有一个可以举升的平台,这个平台周围有一个液体槽,槽里面充满了可以紫外线照射固化的液体,紫外线激光会从底层做起,固化最底层的,然后平台下移,固化下一层,如此往复,直到最终成型。

其优点是精度高,可以表现准确的表面和平滑的效果,精度可以达到每层厚度0.05毫米到0.15毫米。缺点则为可以使用的材料有限,并且不能多色成型。

2、熔融沉积成型技术,同样是需要把3D的模型薄片化,但是成型的原理不一样。熔融沉积成型技术,就是把材料用高温熔化成液态,然后通过喷嘴挤压出一个个很小的球状颗粒,这些颗粒在喷出后立即固化,通过这些颗粒在立体空间的排列组合形成实物。

这种技术成型精度更高、成型实物强度更高、可以彩色成型,但是成型后表面粗糙。

3、选择性激光烧结(简称SLS)不同材料的粉末为原料

SLS工艺又称为选择性激光烧结,由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面,并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,选择地烧结下层截面。

2012年,3D打印成为科技界的热点。4月,英国著名杂志《经济学人》报道称“3D打印将推动第三次工业革命”。而著名科技杂志《连线》十月刊则将《3D打印机改变世界》作为封面报道。

几何结构的折叠座椅、构造复杂的雕塑模型、造型奇特的灯具用品,这是一场名为“开创新时代”(Industrial Revolution. MGX)的设计展览。Materialise是此次展览的主办方,这家总部位于比利时的公司,不远万里从欧洲把这些设计展品运到中国,打造了一个具有“世界级”3D打印水平的展示空间,而其上海办事处则索性安排在了隔壁。

“过去,我们总是很难和客户解释我们的产品是什么,我们怎么做,现在我们经常会邀请刚开始接触3D打印的客户来这里看这些展品。”Materialise公司中国首席代表琴恩(Kim Francois)表示,作为全球3D打印制造解决方案的最大供应商和倡导者,这已经是他们进入中国的第8个年头。

1990年,Materialise公司成立于欧洲,和3D打印技术一样,这家公司历史也并不悠久。然而,对于3D打印在中国的市场,用琴恩的话说,“还只是刚刚开始。”

困境:市场滞后

“这将是比互联网更大的事情。”《连线》(WIRED)杂志前主编Chris Anderson这样评价3D打印技术。2001年互联网兴起,2007年触屏手机诞生,都没能让这位时代的先行者选择离开WIRED,然而3D打印的到来却让他义无反顾地投入到了这轮“第三次工业革命”的浪潮中。目前,他投资经营的3D打印公司已经获得了500万美元的风险投资,计划通过3D打印技术,制造并售卖无人驾驶的“飞行机器人”。

根据美国消费者电子协会发布的最新年度报告,2012年,全球3D打印市场(包括相关材料)规模为21亿美元,这一数字比2011年增长了4亿美元,涨幅达到25.53%。目前,由3D打印机直接打印的产品成品率已经达到20%,主要应用于产品设计、快速模具制造等领域,其中,电子消费品、机动车、牙科领域占有相当大的比例。更重要的是,随着汽车、航空航天、医疗保健等市场需求的持续增长,3D打印的市场规模保守估计在2017年将超过50亿美元。

虽然外界对3D打印大多持有乐观的态度,但事实却有些尴尬。据相关统计数据,去年全年,全球3D打印全行业销售量只有4.2万台,其中2万台还是由3D打印机生产巨头美国Stratasys一家售出。市场培育严重滞后是3D打印商业化的一大窘境。

目前,Materialise在国内的客户主要集中在汽车和医疗两大行业。前者主要将3D打印应用于概念车、前期设计造模等方面,而对于医疗领域来说,则集中在助听器生产、医疗研究、临床诊断、手术实验方案设计等环节。

出路:从材料到解决方案提供者

人们有关3D打印的想象总是非常神奇而美好。在电影《碟中谍4》中,阿汤哥在旅店房间里利用小型3D打印设备就能迅速打印出对方的面具模型。然而,限制如此“美梦成真”的到底是什么?

是材料!华中科技大学快速成型领域教授王运赣在接受媒体采访时表示,现在3D打印在消费级领域打不开,关键不是设备价格过高或是成本价格的限制,而是打印材料有限。“虽然目前国外已经能够打印出一整块牛排来,但3D打印的可选材料还是非常有限,仅限于树脂等个别材料,对于塑料、金属、玻璃、布料、矿石等还不能实现。”

那是否还有别的方法在这个蓝海市场中率先获得商业价值呢?Materialise的答案是,避开打印机和材料本身,从硬件转向软件,通过为3D打印提供一整套解决方案获得收益。

与其说Materialise是一家卖3D打印产品的公司,还不如将其理解为一家“卖软件”的公司。Materialise在全球拥有75台3D打印机,能够按照客户的需求打印定制3D产品,而在中国,Materialise目前还没有实体打印机,琴恩为客户提供的更多是打印方案的设计,或是3D设计的技术支持。

“3D打印的耗材、机器的占用时间等都是打印过程中的成本,简单来说,我们通过软件为客户设计进行计算,用尽量少的材料和尽量短的时间打印出优质的产品。同时,如果设计师和客户对于所需的产品不能很好地理解和表达,我们可以通过技术和软件手段,将2D的图像转换成3D模型,随后通过打印机实现。”就好像微软提供的是PC电脑解决方案一样,Materialise提供的是3D打印的系统解决方案。

从Materialise进入中国的这8年来看,每年20%的业务增长让琴恩感到很宽心,“毕竟对于一家欧洲企业来说,这个数字还是很令人振奋的。”

然而对于中国市场,琴恩表示还需要时间积累和培育。目前,国内3D打印行业更多的依然是3D打印机生产商和材料供应商,对于类似Materialise这样的软件提供商,似乎还不多。

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