【印聯傳媒網訊】近幾年,我國3D打印行業發展難以普及開來,這其中不僅是由于國家政策的不完善,而且與我國市場結構、企業經營方式以及大眾的產品取向等都有著千絲萬縷的聯系。
專家解密3D打印產業的突破口
經過幾年發展,3D打印在中國已有一定產業基礎,但整體行業發展仍然緩慢,與國際先進水平差距較大。業內專家認為,中國3D打印業要尋求突破,必須從應用入手,才有望在未來的全球發展中占得先機。
世界3D打印技術產業聯盟首席執行官羅軍認為,3D打印是一項先進的制造技術,但不是一項替代性很強的技術,它主要解決個性化、小批量、復雜的制造難題,與傳統制造技術不是替代關系,而是互補關系。針對國內的發展狀況,羅軍表示目前中國對3D打印的應用還停留在科普階段,主要打印模型和一些簡單的產品。未來在工業領域、文化創意領域、生物醫學領域,3D打印技術還有很大的發展空間值得探索。而針對3D打印發展緩慢的情況,羅軍說,3D打印的先進性主要體現在工藝方面,是對傳統增材制造技術的一次全新顛覆,但在批量化方面明顯存在短板。總體來看,3D打印技術之所以發展緩慢,關鍵在于三個方面:一是3D打印商業模式單一,不購買設備就不能分享這項技術造成很多用戶持續觀望;二是人才嚴重短缺,真正了解乃至應用3D打印技術的專業人才非常稀缺;三是3D打印所需的原材料供給較少,價格較高。
羅軍說,發展3D打印這樣的新興技術必須通盤考慮,從戰略高度統籌規劃和布局:首先要從設計端入手,優化生產工藝,改進生產流程,最大限度發揮3D打印在生產制造過程中的最大優勢;其次要從材料端入手,提升打印裝備的精密度和穩定性,完善其功能;第三要從人才端入手,培養專業化人才;第四要搭建更多開放式服務平臺,深化“3D打印+”,促進3D打印與傳統產業緊密結合。唯有此,3D打印技術才可能盡快走出應用市場的最后一公里,這需要政府有關部門出臺相關扶持政策,鼓勵原始創新,鼓勵用戶與3D打印服務平臺結合。
3D打印亟需完善制造標準
中國工程院院士徐志磊表示,3D打印技術目前亟需建立制造標準,以提高其在工業領域的應用范圍。而傳統的制造業經歷了幾十年的發展,每個環節都有相應的檢驗標準,但3D打印在此方面則并不完備,還欠缺許多東西,也需要更多的時間來慢慢適應我國市場,并逐漸完善各項標準。3D打印產品的形狀較為復雜,在質量檢測方面存在一定難度,這也決定了它更需要研究一整套完備的質量保證體系。
多角度剖析“金屬3D打印”
如今,新技術領域一旦火爆,往往會吸引很多科技人才跟進,進行二次開發和創新。3D打印因此快速在國內熱火起來,以西工大黃衛東教授創始的“金屬3D打印”為代表的各項新型的增材制造工藝,不僅解決了傳統工藝對于復雜形狀的產品的“一體化制造”難題,也讓3D打印制造出來的產品質量和耐用性更好。目前,已為航空、航天、醫療等領域提供眾多輕量化、功能化、定制化的金屬產品。“創新并不是單純的從無到有,而是應該始于問題,終于改進。在現實領域中發現問題,然后通過研究,發明更好的方式來解決,這樣的創新往往能夠更好地投入到實際應用中。”
在“金屬3D打印”出世之前,黃衛東經過了近20年的研發。1995年的時候,黃衛東教授就開始了激光熔覆方面的研究。后來,接觸到快速成型技術(3D打印技術的前身),它能夠自由成型復雜的結構。當時,材料技術還并不是很好,3D打印只能制作一些研究模型,而實際應用性能比較差。由于注意到這個技術成型原理的優勢,結合自身的工作,黃教授首先提出了“兼顧復雜結構和高性能的金屬零件制造技術”的概念。“這就是始于問題。”黃衛東表示,當時還沒有形成3D打印領域,“金屬3D打印”更完全是一個新概念。“因此,很多人覺得不切實際。但我通過深入分析,找到了實現這個目標的技術原理。”
之后,黃衛東團隊通過不斷的理論和實驗研究,最終形成了成熟的“金屬3D打印”技術。“理論是很重要的,這相當于你看得到目的地,只是在開辟到達的路徑。如果沒有清晰理論的支持,盲目實驗不僅效率低,還不見得能達到目的。”由于自身工作的情況,黃衛東對于航空、航天制造領域的問題比較了解。“航空、航天設備的零件往往都是非常復雜的結構,傳統技術一般是將其拆分成簡單結構制造,然后通過焊接或螺栓進行組裝。”黃衛東說,航空、航天制造的一大需求就是設備的減重,“由于組裝,在拼接處肯定會需要加固,這就增加了重量。而且,無論用什么方式組裝,肯定不如一體化制造的性能可靠。這就是終于改進。”
盡快構建產業鏈 將3D打印做大做強
據國家機械制造與自動化領域著名科學家盧秉恒教授介紹,3D打印實際上是把三維的物體按照比例縮小,然后把它一層一層打印,再疊加起來,這個打印的流程是一個做加法的過程。3D打印做單件和做批量的產品成本幾乎是一樣的,所以它不需要事先做好生產準備,也不需要做卡具、做工具、選擇機床和編制程序,它自動就可以將CAD的數據變成一個三維的實體。
針對3D打印技術的國際發展情況和國內的發展程度,盧秉恒院士表示,這個技術還屬于發展的井噴期,因為它剛發展了三十年,所以創新空間非常大,我們要盡快構建產業鏈,把3D打印的產業做大做強。像美國的微軟、蘋果和亞馬遜都加入了3D打印的行業。希望我國能夠盡快建立相關技術研發的企業,匯聚一些優勢地區的優勢研究力量,吸引企業共同研發。3D打印技術是引領第三次工業革命的重要技術之一,因為它突破了結構和材料的創新,有些甚至是顛覆性的創新。目前,3D打印在很多領域都有應用,而未來3D打印帶來的變化將比互聯網更大。我們可以想象未來3D打印技術不僅可以打印機器零件,還可以做活體“零件”制造自己的內臟。
盧秉恒院士強調,我們在嘗試用3D打印技術“打印”出自己的活體器官而不是金屬材料替代物。我國在這方面的研究比國外早了十二年。另外,利用3D打印技術,我們還可以做一些個性化的假肢修復,按照不同位置的承載、人的痛感程度來進行設計,而不是簡單的把幾何模型用石膏做出來,使手術更精準。盧院士還表示,目前中國3D打印技術的發展與國外仍存在一定差距,一方面是產業規模比較小,其次是產業鏈還不齊全。例如我們的激光器和光學系統都是從國外進口的,材料和品種不齊全,這些都有待攻關發展。不過我們相信在國家的大力支持下,這些難題一定會解決的。
印聯責編:洋洋
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