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3D打印产业化迫在眉睫,金属粉体原料紧缺 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2014-07-17 09:04:35 浏览次数: |
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3D打印金属零件
尽管3D打印的概念已经家喻户晓,但截至目前仍处于科普阶段。尽管3D打印已诞生三十年,但产业化势头远未形成。在近日召开的2014世界3D打印技术产业大会上,世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示,打开应用市场是3D打印加速产业化的关键环节。
会上,十一届全国政协副主席阿不来提·阿不都热西提在致辞中指出,我国正处于传统产业升级的关键时期,3D打印技术如何从中发挥重要的引领作用,如何找到与传统产业的结合点,需要认真的思考和探索。他强调,要大力拓展3D打印的应用,促进3D打印技术与传统产业转型升级相结合。
作为先进制造的重要领域,3D打印的市场前景可期。2013年,全球3D打印的产值为30多亿美元,中国为3亿美元。罗军预计,2014年全球规模有望突破60亿美元,中国为6亿美元。预计2016年,全球规模将突破100亿美元,中国为100亿元人民币。到2020年左右,3D打印技术或将全面实现产业化。
3D打印行业最大的机遇
当前,我国正处于传统产业升级的关键时期,传统产业的结构性调整既是当前最大的困难,也是3D打印行业最大的机遇。
“3D打印技术作为一项前沿性的先进制造技术,已经在文化创业领域、生物医学领域、工业领域、建筑领域得到了广泛的应用。实践证明,3D打印技术正在创造更多的奇迹,给我们生产生活带来更多的变化。”
阿不来提·阿不都热西提指出,经过三十年的时间证明,3D打印作为一项独特和先进的技术,具有传统制造业无法代替的特点,并能够解决传统制造业无法解决的、复杂的、个性化的一些难题。因此我们在推动3D打印技术产业化的时候,一定要发挥3D打印的比较优势,并积极推动3D打印技术与传统产业相结合。
阿不来提·阿不都热西提指出,3D打印技术虽然诞生了三十多年,总体来看是一项很年轻的技术,未来产业化发展还有很长的路要走。因此,需要深入开展国际之间的交流合作,实现抱团发展,彻底改变当前产业小而散的被动局面。
与会代表认为,虽然我国3D打印技术在新产品的开发、模具模型再制造、生物医学等领域都已得到应用,但是今天我们对3D打印技术的认识才刚刚开始。3D打印技术作为一项基础性的应用技术,与互联网技术、智能材料技术的结合将是下一代3D打印技术发展的方向。可能三五年以后,3D打印技术将会提升到一个新的水平。
搭建平台强化应用
事实上,“我们大多数企业还是沿袭传统制造业的老路,生产设备、卖设备,在用户企业并不知道3D打印如何应用的情况下,显然这条路子是走不通的。”罗军表示,3D打印至今没有实现产业化最关键的是缺乏成熟的模式。他建议,在3D打印技术本身缺乏的背景下,产业联盟和政府应该搭建公共性的、开放性的应用平台和科普平台。
为加快3D打印行业市场应用,促进产业化发展,世界3D打印技术产业联盟、中国3D打印技术产业联盟与青岛市政府近日联合签署合作协议,将全球首个3D打印创新服务中心总部正式落户青岛国家高新技术产业开发区。
降本增效突破瓶颈
如今,3D打印在高性能、难加工的金属大型关键构件上已经取得了一些突破,相比传统制造技术,具有明显优势。也正因为如此,3D打印正被广泛应用于生物医疗、汽车、飞机、航空航天等领域,并取得了不错的成果。
华中科技大学教授史玉升同样表示,3D打印可以缩短产品开发的周期和降低成本,过去开发一个模具要几百万,现在大概只需要几万块钱。另外,还可以简化制造、提高产品质量与性能。而且,对于很多难加工的材料,比如陶瓷等材料,采用3D打印方法就可以实现。此外,还可以促进绿色制造模式,也就是说,通过3D打印可以把传统制造业的很多“缺点”改掉。
史玉升同时指出,在同传统的产业结合,提升传统产业发展方面,3D打印目前还面临着诸多挑战,包括:3D打印设计的理论和方法不完善,3D打印生物器械的理论方法还没有,3D打印装备精度、成型效率、价格、稳定性也不好。另外材料受限,3D打印的各种各样的性能还缺乏系列的标准等等。
金属粉体材料是最大限制
在3D打印所涵盖的设备、软件、材料等产业链组成中,材料依然是制约3D产业加快发展的最大瓶颈。这是产业界普遍存在的共识。
从理论上来说,所有的材料都可以用于3D打印,但目前主要以石膏、光敏树脂、塑料为主,这很难满足大众用户的需求。工业级的3D打印材料更是十分有限,目前适用的金属材料只有10余种,而且只有专用的金属粉末材料才能满足金属零件的打印需要。
苏州聚复高分子材料公司董事长罗小帆表示,材料是目前3D打印发展的最重要的一个瓶颈。
罗小帆认为,材料成本高是工业级别打印机不能快速推广的重要原因。在工业级别的3D打印机里,材料成本是一个非常大的瓶颈,尤其在国内,我们要面对很多的材料是进口的,从高分子材料来讲的话,很多材料的价格达到每公斤3000~4000元,对此,很多“应用”是没有办法接受的。在医疗领域同样存在这个问题。
“整个3D打印当中,包括硬件、软件和材料三块,三者是相辅相成的。”深圳光华伟业科技公司董事长杨义浒表示,目前的3D打印材料存在诸多问题:可适用的材料成熟度跟不上整个3D市场的发展;打印时的流畅性与固化程序需要时间,两者之间有一些矛盾;冷却定型与材料的强度有矛盾;材料对人体的安全性及对环境的友好性有矛盾;缺少材料的标准化及系列化的规范等。
关于3D打印材料未来的发展方向,杨义浒认为有两个大的趋势,一是材料的功能化,向专业的市场发展。二是所谓的普及化,3D打印有一个很重要的趋势就是要走向千家万户,像计算机一样,那么,产品的性价比要好,性能要稳定。
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