3D打印，制造業(yè)的未來
魔猴君 行業(yè)資訊 2028天前
3D打印，又稱為“增材制造”，屬于快速成型技術(shù)的一種，是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過使用3D打印設(shè)備將材料進(jìn)行逐層添加從而制造出三維物體的新型制造技術(shù)。它是信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的密切結(jié)合。
跟傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢在于不需要模具即可實現(xiàn)各種形狀產(chǎn)品的制造。因此3D打印技術(shù)特別適合應(yīng)用于利用模具鑄造困難、形狀復(fù)雜、個性化強(qiáng)的產(chǎn)品。此外，傳統(tǒng)制造技術(shù)中，產(chǎn)品模具需要多次調(diào)試，研發(fā)成本較高。而3D打印技術(shù)可以大大縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。
3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年的美國，2012年開始在中國興起。作為先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分，國家對其的發(fā)展高度重視，先后出臺了不同的政策支持。
在國家政策的支持下，經(jīng)過幾年的研究，我國的3D打印技術(shù)得到了巨大的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年提高：
雖然從2015年開始增長速度有所減緩，但產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍保持每年增長的趨勢。尤其是這兩年，通過不斷地自主研發(fā)，我國3D打印產(chǎn)業(yè)逐漸脫離了對外國的技術(shù)和材料依賴。以浙江迅實科技為例，從2013年成立至今，通過相關(guān)技術(shù)人才的招攬，迅實科技現(xiàn)在已經(jīng)擁有了自己的技術(shù)團(tuán)隊，并與西交大盧秉恒院士合作設(shè)立了院士工作站。迅實科技現(xiàn)已開發(fā)了MoonRay系列3D打印機(jī)，研制了Resin高精度DLP光敏樹脂材料等。
相較于迅實科技的不斷發(fā)展，其他很多3D打印公司卻在行業(yè)中面臨困境。他們大多沒有自己獨立的技術(shù)支撐，或過分依靠上游材料，純粹靠3D打印輸出而難以生存。可見不管是何種行業(yè)，科學(xué)技術(shù)才是第一生產(chǎn)力。
經(jīng)過不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)功能日趨精細(xì)化，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。
下表是現(xiàn)在3D打印技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的整理：
從圖表中可以看出，現(xiàn)階段3D打印技術(shù)在軍事、航空航天、醫(yī)療以及工業(yè)級打印領(lǐng)域被廣泛運用。尤其在醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的運用與逐漸成熟將極大地改變以往傳統(tǒng)醫(yī)療方式，轉(zhuǎn)為依靠科技手段來實施更加精準(zhǔn)，風(fēng)險更小的高難度手術(shù)。2019年4月15日以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。這必將成為心臟病患者的福音，為更多心臟病患者的康復(fù)帶來契機(jī)。
綜合3D打印產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特點和發(fā)展現(xiàn)狀，可以預(yù)測到3D打印行業(yè)未來的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)以下特點：
1.3D打印個人消費保持高速增長
隨著“個人制造”的興起，桌面級3D打印機(jī)的需求會進(jìn)一步提高，從而促進(jìn)上游打印材料的消費。因此在個人消費領(lǐng)域，3D打印行業(yè)預(yù)計仍會保持相對較高的增速。
2.3D打印金屬材料應(yīng)用程度不斷加深
在工業(yè)消費領(lǐng)域，由于3D打印金屬材料的不斷發(fā)展，以激光金屬燒結(jié)為主要成型技術(shù)的3D打印設(shè)備，將會在未來工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中獲得相對較快的發(fā)展。
3.產(chǎn)業(yè)鏈上的專業(yè)分工會進(jìn)一步深化
現(xiàn)階段，主要的3D打印企業(yè)一般以材料供應(yīng)，設(shè)備制造和打印服務(wù)的綜合形式存在。這是由產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期技術(shù)推廣和市場規(guī)模的限制所致。長期來看，產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)會產(chǎn)生專業(yè)化的分離，專業(yè)材料供應(yīng)商和打印企業(yè)會出現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)會獨立或向下游消費企業(yè)轉(zhuǎn)移。
就目前而言，國內(nèi)的3D打印技術(shù)仍在起步階段，無論是工業(yè)應(yīng)用還是個人消費領(lǐng)域都存在巨大的潛在發(fā)展空間。就長期的需求增長而言，上游打印材料和個人3D打印設(shè)備的制造企業(yè)會發(fā)展得更好。因為在通用化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷推廣的基礎(chǔ)上，專業(yè)化的材料供應(yīng)企業(yè)的發(fā)展是大勢所趨。而從個人消費到工業(yè)制造，不管哪個領(lǐng)域快速增長，對耗材的需求都是必不可少的。
