“3D打印”改变未来世界的制造新技术

2013-05-04 22:36:10来源: ofweek 关键字:关键字  3D打印  云制造  数字化生产
    OFweek工控讯:3D打印被誉为是“改变世界的制造新技术”,是“增材制造”的主要实现形式。区别于传统的“去除型”制造,“增材制造”能简化产品的制造程序,缩短产品的研制周期,提高效率并降低成本。依托于多个学科领域的尖端技术,3D打印在消费电子、航空航天、车辆、家电、生物医学等领域得到了一定应用,对改善制造业的产品设计和制造水平起到了巨大作用,在工程和教学研究等应用领域也占有着独特地位。

  2010年全球3D打印市场规模为13.25亿美元,2011年大幅增长到17.14亿美元,增幅高达29.36%。从1994年到2011年,全球3D打印机市场规模一直保持高速增长态势,复合增长率达到了17.6%。随着产业从萌芽期向成长期转移,预计未来3D打印市场仍将保持稳定高速增长,预示着广大的市场空间。2011年全球3D打印设备保有量区域分布分析显示,美国以37.2%的份额位居第一,其次是欧洲、日本、中国和韩国。同时,根据出货量区域分布分析,美国所占份额高达64.5%,远远超过其他国家和地区。

3D打印技术

  与全球相比,中国3D打印市场由于缺少原创的核心技术和材料资源的支持,行业整体体量较小,企业分散、社会影响力有限。2011年中国3D设备保有量仅占全球总量的8.6%,可见这一技术在中国应用领域的推广相对缓慢,与欧美等国家仍存在一定的差距。但随着技术及设备开发的不断进步,中国3D打印市场也呈现良好发展势头,逐步实现了商品化,技术设备在产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域的应用也日趋深入。

  2011年全球个人3D打印设备销售量呈现爆发式增长,销售量从5987台猛增至23265台,增幅接近300%,大幅超过商用3D打印设备增速。3D打印个体创意需求正在迅速膨胀,有望创建一个属于个体创意制造者的新时代。虽和标准化的流水线制造相比,3D打印在短期内不具备规模生产的经济性,但当这一技术将专业技术封闭的制造大门向普通个体打开时,它能激发出的个性化创意设计是无法想象的。在网络交易平台和“云制造”的辅助下,这些创意可转化为可以盈利的产品,或将以几何级数的速度增长。3D打印技术有望与其他数字化生产模式一起推动并实现更具颠覆性的第三次工业革命。[page]

 

    3D打印将引领新工业革命

  西方国家在3D技术研发上掌握着先机。这项技术也受到美国总统奥巴马的称赞,他称其为复兴美国制造业的机会。这当然是有可能的,但鉴于此项技术已经流传到中国这样的国家,它能在多大程度上如奥巴马所说复兴美国制造业,还是个未知数。因为,中国也有自己的计划。

  3D打印参照的是打印机技术原理,并分层加工,即将计算机设计出的物体分解成若干层平面数据,然后把金属、陶瓷等粉末材料按平面数据烧结,形成一个平面形状,再通过层层累积叠加,生成一个立体物体。

  与传统的材料加工技术不同,3D打印将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加,从而大大降低了设计与制造的复杂度。同时,3D打印还可以制造利用传统方式无法加工的奇异结构,尤其适合动力装备、航空航天、汽车等高端产品上关键零部件的制造。

3D打印

  打印机会把一层层很薄的打印物质(如塑料、碳或金属)叠加起来,最后制造出一件实物。只要为打印机设定相应的打印程序,那么无论坚硬的还是柔软的产品就都能制造出来,甚至可以制造出活动部件,而不只是一整块坚硬的东西。

  有专家认为,3D打印技术或许具有蒸汽机或电话那样的划时代意义,很可能预示着新的工业革命。3D打印技术可以直接在产生需求的地点进行生产,因此具有环保潜力,而且能够以更低廉的成本进行小规模生产,不会因为制造大量产品而导致浪费。这种技术的用途不只是用来复制业已存在的物品而已。

  据了解,3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。全国政协委员、中航工业副总工程师、歼-15总设计师孙聪曾透露,于2012年10月至11月首飞成功的机型,广泛使用了3D打印技术制造包括整个前起落架在内的钛合金主承力部分。3D打印技术经过20余年的发展,在全球范围内已经形成了一个规模达16.8亿美元的新兴产业,

  3D打印技术要想替代传统制造方式,还有很长的路要走。但在中国,就如同在美国、欧洲一样,这项技术已经在改变产品的研发和制造方式。随着投入门槛的降低,3D打印必将孕育中国新一代制造业者群体。[page]

 

    3D打印技术将创造新一代智能制造业

  作为新一代技术革命的领导者,3D打印概念屡次在A股市场“翻云覆雨”;近日,科技部公布了《国家高技术研究发展计划(863计划)以及国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》,其中备受关注的3D打印产业首次入选。分析人士指出,有了国家资金的支持,3D打印由虚变实便初具条件,接下来国内3D打印产业将迎来快速发展期;而3D打印入选863计划更是为行业发展提供了契机。

  中国的大型3D打印机功能强大。利用3D打印技术制造飞机是属于机械工程学上的高端,但这项技术在中国其实早就应用于其他领域,例如将熔化的塑料拉丝制成玩具、手机外壳和汽车配件等。

  3D打印技术要想替代传统制造方式,还有很长的路要走。但在中国,就如同在美国、欧洲一样,这项技术已经在改变产品的研发和制造方式。随着投入门槛的降低,3D打印必将孕育中国新一代制造业者群体。

3D打印

  目前,广东东莞已初步具备3D打印产业基础要素。目前,华南理工大学、东莞理工学院、东莞电子科大电子信息工程研究院正积极筹备3D打印制造技术实验室,广东省工业设计中心、广东电子工业研究院也在松山湖组建了模具与快速成型平台。

  今年年初,东莞市《政府工作报告》提出,扶持3D打印产业等战略性新兴产业发展。东莞市经信局局长冼周恩认为,加快3D打印技术应用与产业化发展,既是东莞发展战略性新兴产业的重要内容,也与推动传统制造业转型升级关系密切。“接下来,市经信局将深入开展3D打印技术应用及产业化的专题调研,深入了解相关技术应用及产业发展趋势,稳步推进我市3D打印产业发展。”

  4月25日,国内首场3D打印技术产业化论坛在东莞天安数码城举行。3D打印领域的全球领先企业——美国Stratasys公司、国内最早研发3D打印技术的单位之一——华中科技大学快速制造中心等企业高层和学者齐聚东莞,就国际3D打印技术产业的现状及发展趋和应用领域与东莞各界展开交流。

  据悉,作为转型升级的加速器和孵化器的东莞天安数码城,率先提出打造东莞首个甚至全国领先的“3D打印产业培育中心”,通过建立完善的配套服务体系,孵化培育3D打印创新型企业,推动产业转型升级。

关键字:关键字  3D打印  云制造  数字化生产

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0504/article_21724.html
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