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我国3D打印技术的现状及发展趋势主题研讨会在京举行

时间:2013-08-15 09:28 来源:未知 作者:中国3d打印网 阅读:

近日,主题为“我国3D打印技术的现状及发展趋势”的沙龙在北京西苑饭店举行。来自863计划重大装备与工艺、制造服务主题专家,国内外等著名大学和研究机构以及产业界的院士、专家、学者、企业家代表应邀参加了会议。高技术中心副主任王琦安和华中科技大学教授邵新宇分别主持了本届学术研讨会。科技部有关司局领导也参加了本次会议。

        同时,科技部日前也公布《国家高技术研究发展计划(863计划)、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》 ,备受关注的3D打印产业首次入选。这体现出国家层面的重视程度,国内的3D打印产业将迎来快速发展期。

  《指南》中提到,要突破3D打印制造技术中的核心关键技术,研制重点装备产品,并在相关领域开展验证,初步具备开展全面推广应用的技术、装备和产业化条件。设航空航天大型零件激光熔化成型装备研制及应用、面向复杂零部件模具制造的大型激光烧结成型装备研制及应用、面向材料结构一体化复杂零部件高温高压扩散连接设备研制与应用、基于3D打印制造技术的家电行业个性化定制关键技术研究及应用示范4个研究方向,共拨付不超过4000万研究资金。

  作为一种引领制造业模式产生变革的新兴制造技术,3D打印技术是当今国际先进制造领域的前沿和研究热点,在全球范围内已形成一个规模16.8亿美元的新兴产业,并以年均20%-30%的速度高速成长,受到社会各界尤其是学术界和产业界的广泛关注。会上,西安交通大学卢秉恒院士作了题为“增材制造(3D打印)及发展路线图初探”的主题报告。其他与会专家分别就3D打印制造技术发展的认识与思考、增材制造/3D打印对未来装备制造和材料技术的影响、多材料多工艺激光增材制造(3D打印)技术作了专题报告,从3D打印概念、现状分析、应用前景、发展趋势、面临挑战及发展对策等方面展开了热烈的讨论。

  中国3D打印产业化分析及发展的意义

  3D打印(3D printing)是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。3D打印机依托多个学科领域的尖端技术,在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用,发展前景广泛。运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。

  3D打印是“增材制造”(Additive Manufacturing)的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上,使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法,去除多余部分,得到零部件,再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同,无需原胚和模具,就能直接根据计算机图形数据,通过增加材料的方法生成任何形状的物体,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。

  主要材料和关键配件是原材料(粉末、树脂、线材等),激光发生器,控制系统,这三部分是附加值最高的,国内做的3D打印,更多的是在做组装机器和成型软件,用量较大的粉末材料,这可以颠覆传统的铸造、机械加工;国外的主要厂商是3D System,STRATASYS,eos,他们是全产业链,玩转的基因是全产业链通。

中美差异在于,中国的市场潜力巨大,世界第一,但是创新和科技实力弱,材料、信息技术、理念这些不利于3D打印的上游技术发展。3D打印发展,工业、消费品并重,短期来看,工业市场更吸引人。3D打印工艺众多,产成品率按照材料和质量要求不同而不同,3D打印与传统制造的比较更多应在效率、复杂、难度上面。

  目前3D打印工业机的价格在30万美元-150万美元,而国内的机床价格普遍在10万美元以下,3D打印机是机器,这个产业要替代传统需要等到钢材价格、人工成本、能源价格大幅上涨,信息化社会形成的时候才可以谈竞争;目前来讲,医疗、教育、航空航天、军工、汽车等应用发展趋势较好。

  一些中小企业成为国外3D打印设备的代理商,经销全套打印设备、成型软件和特种材料。还有一些中小企业购买了国内外各类3D打印设备,专门为相关企业的研发、生产提供服务。其中,广东省工业设计中心、杭州先临快速成型技术有限公司等企业,设立了3D打印服务中心,发挥科技人才密集的优势,向国内外客户提供服务,取得了良好的经济效益。

  目前,我国已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求,率先应用于航天、航空装备制造;同时,生物细胞3D打印技术取得显著进展,已可以制造立体的模拟生物组织,为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。

  专家方面,清华大学的颜永年,华科大的史玉升,西交大的卢秉恒,北航的王华明,湖南华曙的许小曙,技术不一样,排名没有价值。目前王华明、颜永年参与了上市公司产业化,华科大曾经有深圳创投介入,西交大资本化较弱。

  从国内整个产业链来讲,技术基本是看了国外的,在国内高校研发,进行产业化,SLM\SLS\SLA\FDM技术在国外都有竞争力,但是材料、激光器需要进口,利润较薄,高端机器和材料上还是国外垄断,国内市场在全球份额在8-10%。

  一、3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:

  信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。

  精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。

  材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。

(责任编辑:admin)

weixin
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