作为第三次工业革命倍受瞩目的技术之一,3D打印在全球范围内迅速升温,目前世界各国都对3D打印进行了密集的政策支持。伴随着耳熟能详的德国“工业4.0”战略,我国政府也出台了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》以及《中国制造2025》,将3D打印正式列入中国未来重点突破的十大领域之中。
为此,3D打印有望在我国快速而稳定的发展。但其中,也不乏存在许多问题和发展瓶颈,由于受到各种因素的制约,3D打印走入市场的脚步也越来越慢。到底是什么原因呢?下面,就让业内专家来为我们分析如何才能让3D打印在我国打开市场,健康发展。
3D打印:助推传统制造业升级转型
行业专家认为材料是3D打印领域的一大难点,材料的限制使3D打印在很多领域难以做出成品。目前行业亟需要针对不同领域的特殊要求,突破一批增材制造的专业新材料。
此外,目前的3D打印发展的关键在于打开应用市场,要打造和完善社会公共服务平台,比如说发展增材制造创新设计应用中心,为用户提供创新设计、产品优化、模具开发、教育培训等技术服务等技术指导。这样可以逐步使增材制造的技术深入应用到传统产业的相应领域,达到节能、节材、保护环境、提高制造工效、降低制造成本的实际效果,进而推动传统产业的转型升级。
《中国制造2025》的核心就是智能制造,而智能制造也是目前传统产业转型升级的方向。在中国智能制造规划的10年路线图中,3D打印必将扮演重要的角色。
3D打印深水期:开源挑战垄断
从全球范围来看,3D打印产业呈现出一派欣欣向荣的景象,无论是美欧还是中国,都将3D打印作为一项新兴产业重点打造,随之而来的市场竞争将日益加剧。正是基于市场垄断的考虑,目前美国、德国等3D打印设备生产厂商均采用闭源系统,而且完全无法实现材料的自我研发。这意味着购买客户可能被纳入到一个垄断链条当中,不利于行业发展。
为此,华曙高科采用开源定制化的方式,来打开市场,促进行业健康发展,在3D打印产业链上,只有将产品做到开源定制化,才能让客户看到3D打印应用的优势,同时也能满足客户更多方面需求,以开发出种类更多,质量更好的3D打印材料的方式,推动整个3D打印产业的跨越式发展。
如何破解3D打印材料之困?
近几年来,虽然全球3D打印产业飞速发展,呈现出一片兴兴向荣的景象。但作为3D打印核心的材料部分表现却差强人意,制约了3D打印应用的进一步发展。
为此,深圳光华伟业实业有限公司董事长杨义浒认为,全球3D打印技术已经发展了30余年,虽然取得了长足进步,但总体上还处于产业化初级阶段,尤其是推广及应用方面还有很大的空间。从行业发展的角度来看,整个3D打印产业链都存在着巨大的潜在发展空间。
而在3D打印材料方面,目前激光烧结及UV光固化材料还以国外进口为主。但在桌面级3D打印材料方面,国内FDM材料已经具有一定的基础和优势。
3D打印技术的发展需要依靠传统产业,传统产业也可以抓住3D打印机会实现产业升级。3D打印面向功能性设计,可极大拓展设计及制造空间。改善了传统制造业诸多理论不能用于实践的情况。《中国制造2025》规划出台,将进一步加快制造业转型,3D打印将会是其中一个很好的方向,可以助力传统产业升级换代。
3D打印将成《中国制造2025》重要支柱
目前在众多新兴技术中,真正意义上进行加工材料的,并能把材料变成零件的技术当属3D打印了。可以说未来3D打印将成为《中国制造2025》发展的一个支柱产业。
但永年激光董事长,“中国3D打印第一人”颜永年教授认为,在产品制造过程中,光靠3D打印是不行的。因为目前3D打印产品仍无法满足零件应用上某些指标要求,所以,我认为3D打印技术只有跟传统制造业结合起来,才能推动制造业的转型和发展。3D打印不是要取代传统制造业,而是进一步推动制造业升级转型,为传统制造业增加更多个性化及智能化元素。
目前国内3D打印工业应用及其发展方面主要集中在航空领域和国防工业方面。在航空领域,由于3D打印解决了偏析(合金成分等均匀)和初步成形问题,已经基本满足实际应用要求,但满足不了飞机冲击韧性的高要求,所以必须将3D打印与传统挤压锻造方法结合,才能保证在航空方面放心地应用。
除此之外,3D打印另一个重要应用方向则是生物领域。现阶段利用3D打印技术打印生物体外模型已经完全没有问题,体外模型只是用来观察使用的。而在打印体内模型方面,国内也已经有了十几年的研究。目前虽然可以打印人体器官,但是想要真正应用到人体还有很长的距离。由于人体器官太过复杂,并且细胞种类繁多,目前的3D打印材料类别还无法满足需求。因此3D打印人体器官难度相当大,但是未来前途光明。
生物3D打印快步前进
今年1月15日,蓝光英诺与四川大学华西医院就项目研发合作事宜签署了《战略合作框架协议》,上市公司出资,华西医院出技术、团队、空间设备资源。双方将以“再生与重建的3D打印”为主题,开展以临床应用产品为导向的工程技术战略合作。蓝光发展称,鉴于蓝光英诺前期在生物墨汁、3D生物打印机和配套软件系统的三个研究开发应用领域上已取得了一定的进展,公司拟增加投资。
蓝光英诺首席科学家康裕建表示:“生物打印这块现在还没有开始量产。我们有量产的能力,但国家还没有相关法规。实际上,这也是一个瓶颈。不仅器官,所有带活性的东西放在人身上使用都需要国家法规批准。所以现在做得比较多的还是骨骼牙齿之类没有活性的东西。”
迎接3.0时代
经过近几年的快速发展,全球3D打印产业正在迎来"3.0时代"。目前,3D打印产业作为重要新兴产业在国内市场得到大力扶持。与此同时,国外3D打印巨头纷纷进军中国市场。
在OFweek3D打印网独家专访中,EOS大中华区总经理吴承轩认为:“目前,国内3D打印行业仍处于成长和发展的早期阶段。中央政府颁布的国家政策对推动行业发展将起到积极作用,因为这将吸引来自政府,学术界和私营部门的资源向其倾斜。”
目前,3D打印机独立而零散。而在将来,它们将与生产控制系统如MES或车间控制系统相连,通过“整合”成为整个制造流程的一个步骤。这就需要新的IT设置,开放式接口和更高的自动化程度。当整个工厂实现集成和自动化,我们就能真正体会到“智能”制造的可能性和好处。
过去几年EOS在中国一直快速发展。今年,他们已经有超过100台设备落户在中国,实现了接近1亿人民币的销售额。而且在各个细分市场都有合作伙伴,无论是渠道伙伴,服务或者是针对特定行业的战略合作伙伴。他们公司的规划是保证所有的目标行业都能接触到我们的服务。今后,EOS将继续在中国投资以扩大售后服务的基础设施,来更好地服务不断增长的客户群。