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3D打印技術(shù)將如何改變“中國制造”？

2013-11-21 14:54 來(lái)源：學(xué)習時(shí)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(shù)為重要代表的第三次工業(yè)革命初見(jiàn)端倪。我國正處于工業(yè)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，增材制造技術(shù)的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來(lái)了挑戰。

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小C專(zhuān)訪(fǎng)｜正博總經(jīng)理范

小C專(zhuān)訪(fǎng)·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(shù)為重要代表的第三次工業(yè)革命初見(jiàn)端倪。我國正處于工業(yè)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，增材制造技術(shù)的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來(lái)了挑戰。
　　
　　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(shù)為重要代表的第三次工業(yè)革命初見(jiàn)端倪。我國正處于工業(yè)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，增材制造技術(shù)的發(fā)展，對我國既是重大機遇，又帶來(lái)了挑戰。加快推進(jìn)增材制造技術(shù)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，取得在數字化制造、智能制造方面發(fā)展的主動(dòng)權，搶占先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，加快工業(yè)轉型升級和經(jīng)濟發(fā)展方式轉變具有重要意義。
　　
　　增材制造技術(shù)與3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀
　　
　　增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術(shù)是利用計算機設計數據，采用材料逐層堆積的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)，AM技術(shù)與傳統制造技術(shù)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(guān)注這一最新動(dòng)向，加緊戰略部署，推動(dòng)AM技術(shù)創(chuàng )新及產(chǎn)業(yè)化。自1990年由美國麻省理工學(xué)院申請的專(zhuān)利“三維技術(shù)印刷”獲得批準后，二十多年來(lái)，隨著(zhù)AM技術(shù)取得快速發(fā)展，包括“快速原型制造（Rapid Prototyping）”“實(shí)體自由制造(Solid-form Fabrication)”等新型制造業(yè)態(tài)都被統稱(chēng)為3D打印產(chǎn)業(yè)，并預測這種實(shí)體自由成形制造技術(shù)將帶來(lái)“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(huì )在2012年度報告指出，AM技術(shù)誕生25年以來(lái)，相關(guān)設備和服務(wù)平均年增長(cháng)率27%。據預測，到2016年該市場(chǎng)規模將達到31億美元，到2020年將增長(cháng)到52億美元。AM技術(shù)正處于發(fā)展期，具有旺盛的生命力，還在不斷發(fā)展；隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展，應用領(lǐng)域也將越來(lái)越廣泛。
　　
　　目前，該技術(shù)與不同的材料和工藝結合形成了20多種AM設備，并呈現出三個(gè)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構的設計同步并制造一體化組織與結構。
　　
　　我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀及存在的問(wèn)題
　　
　　自20世紀90年代初以來(lái)，清華大學(xué)等高校，在3D打印設備制造技術(shù)、3D打印材料技術(shù)等方面開(kāi)展了積極的探索。盡管已有部分技術(shù)處于世界先進(jìn)水平，但國內3D打印成本較高，多用于實(shí)驗，規�；瘧蒙行钑r(shí)日。用3D打印替代傳統制造業(yè)批量生產(chǎn)，從效率、成本和可靠性等方面來(lái)看都面臨著(zhù)極大挑戰。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來(lái)說(shuō)，我國3D打印產(chǎn)業(yè)主要存在以下四個(gè)方面亟待破解的問(wèn)題：
　　
　　產(chǎn)業(yè)布局層面，3D打印技術(shù)路線(xiàn)和國家層面產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略亟待出臺。首先，3D打印技術(shù)沒(méi)有被確立為國家主流制造技術(shù)范疇。3D打印技術(shù)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(xué)科的技術(shù)總體規劃與重視不夠。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(méi)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(shù)和關(guān)鍵器件上仍然對國外依賴(lài)較大；在應用方面，我國的3D打印產(chǎn)業(yè)分布領(lǐng)域也較為狹窄。
　　
　　產(chǎn)業(yè)規模層面，3D打印行業(yè)共性標準沒(méi)有建立，制約了大規模商業(yè)化。3D打印技術(shù)應用特征是小批量、多品種和個(gè)性化，這就凸顯行業(yè)共性標準的決定性意義。目前國內的3D打印企業(yè)整合度較低，主導的技術(shù)標準、開(kāi)發(fā)平臺尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應用還處于無(wú)序狀態(tài)等等�？梢�(jiàn)，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(gè)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(shù)的應用和發(fā)展起決定作用。國內有能力生產(chǎn)3D打印材料的企業(yè)并不多，主要依賴(lài)進(jìn)口，特別是金屬材料。由于國內3D打印產(chǎn)業(yè)還處于弱小階段，過(guò)小的市場(chǎng)導致企業(yè)缺少加大研發(fā)投入的能力與動(dòng)機，而且即便耗材研發(fā)成功，也存在規�；a(chǎn)、材料配比等問(wèn)題。
　　
　　產(chǎn)業(yè)成長(cháng)層面，3D打印產(chǎn)業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)滯后于國內市場(chǎng)開(kāi)發(fā)。一方面，我國3D打印技術(shù)大多積淀在高校，代表一定實(shí)力的3D技術(shù)開(kāi)發(fā)大多為清華大學(xué)等高校所掌握。但由于高校在技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面固有缺陷，使得這些技術(shù)的產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)還很不充分；已有的幾家自主制造3D打印設備企業(yè)規模較小，研發(fā)力量不足。另一方面，國內3D打印服務(wù)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)由于進(jìn)入門(mén)檻低而出現過(guò)度開(kāi)發(fā)特征。雖然，他們迅速開(kāi)拓了3D打印服務(wù)市場(chǎng)，但同時(shí)由于原發(fā)性創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的缺失也給整個(gè)處于孵化期的行業(yè)增添了風(fēng)險。
　　
　　

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