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3D打印与工业制造 牵手容易相恋难

2015年08月28日 08:51中国机床商务网点击:5792

  【中国机床商务网 市场分析】8月25日,青岛国际机电五金暨焊接切割与机器人博览会开幕,三迪时空也带着3D打印设备参加了展会。作为日渐火爆的高端科技,3D打印在展会上吸引了众多人的目光,这其中不乏制造业专业人士。他们对3D打印给中国传统制造业能带来哪些变化,提出了许多不解和疑问。这引起了我们深深的思考:为什么3D打印在日渐火爆的环境下,真正的应用行业,比如工业制造和智能机器人行业,却鲜有人了解?里面到底缺失了什么?3D打印与这些行业的对接上仍然处在一个初级阶段,没有能真正实现行业驱动。
  

 
  制造业是一个国家工业强弱的标志,3D打印的应用领域虽然在不断的拓宽,但如果仅仅是打印一个人像、一个玩偶、打印一把吉他,停留在桌面机应用层面,它又能体现多少价值,出路又在何方?这是我们不能不深思的一个问题。
  
  国际环境,3D打印驱动工业制造是趋势
  
  3D打印技术发端于美国,随后在世界各地开花结果。3D打印技术带来的分散化生产及消费者多元化的需求,正逐步影响着传统制造业的国际分工格局。3D打印与工业制造的融合引起了越来越多国家的重视。
  
  2013年德国政府提出了“工业4.0”战略,其中提出的重大任务就是聚焦于“智能工厂”和“智能生产”。之所以选择这两个主题,主要在于推进工厂智能化,不仅能够创造前所未有的产品、大幅提高生产效率,还能够解决当前社会面临的许多问题。为了对接德国《工业4.0》政策,欧盟发布了最新“3D打印标准化路线图”,以规整3D打印技术在发展战略中的位置及方向。美国政府更是充分认识到3D打印技术在推动传统制造业转型升级中的重要性,并在重振美国制造业的一系列发展方案中,将3D打印列为11项重要技术之一。另外,日本着力推动3D打印产业链后端,不断尝试将本国已取得的技术成果在工业中进行推广和应用。南非政府将目光投向大型3D打印机设备的研制和开发,将核心激光设备研制与扶持激光技术协同发展。
  
  可以说,在国际环境下,用3D打印驱动工业制造已在众多国家里形成了共识,并逐渐成为一个发展趋势。
  
  国内现状,应用市场薄弱亟待唤醒
  
  2015年,《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》以及《中国制造2025》相继出台,彰显了我国对于发展3D打印产业的决心。在8月24日,李克强总理主持的国务院专题讲座中,更是提到3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,具有重大价值。要促进中国制造上水平,既要在改造传统制造上“补课”,同时还要瞄准世界产业技术发展前沿,要加快3D打印、高档数控机床、工业机器人等新技术新装备的运用和制造。
  
  国家政策利好,对于3D打印驱动中国制造产生着极其重要的推动作用。但我们也不能忽视目前国内应用现状。
  
  3D打印机分桌面级和工业级,前者以民用为主,后者偏向工业应用。根据三迪时空3D智造云平台数据显示,与发达国家相比,中国的3D打印还停留在概念层面,尚无成熟的商业模式。从应用层面来讲,低端运用已经趋于饱和,企业扎堆低端FDM型3D打印,工业级应用则由于成本高、技术欠缺等问题,市场占比不足三成。
  
  从实际发展情况来看,目前国内3D打印产业无论从企业规模、研发投入、产品成熟度、市场开发、材料开发等多个角度来看,依然处于起步阶段,从设备到产品再到服务仍停留在“高级玩具”阶段。
  
  3D打印技术在我国还处于成长期,产业体量相对较小。目前国内,3D打印企业还是主要以中小企业形式存在。同时,中国制造业各个环节对3D打印技术的认识还存在欠缺,原因或是推广不到位,或是技术限制,或是创新观念的僵化,这就导致3D打印在工业制造领域的整体市场需求不足。
  
  3D打印市场徘徊多年,还有个原因,就是在工业制造应用上,这项技术仍欠缺强度和精度,而且,工业级3D打印机的设备和原材料都比较昂贵,因此,在产业化初期,这项技术更为适合新产品的开发和小批量零件的生产。
  
  但是,我们也欣慰的发现,国内从政府到企业,普遍认可3D打印技术的发展前景,政府和社会普遍关注3D打印技术将对我国现有的生产、经济、制造模式等产生积极的影响。
  
  3D打印+工业制造,牵手易相恋难
  
  3D打印在制造领域已展露了头角,像工业设计、模具制造、零部件制造都会在新闻报道中,看到3D打印的身影。牵手制造业,已并非难事。但真正广泛地融入到制造业中,实现中国智能制造的驱动,还有很长的一段路要走。
  
  在《中国制造2025》战略规划发布后,业内分析未来3D打印将成为中国智能制造发展的一个支柱产业。但根据市场反应来看,在产品制造过程中,仅仅依靠3D打印的单打独斗是不行的。受材料和技术的影响,目前3D打印产品仍无法满足零件应用上某些指标要求。即便3D打印能够保证金属产品的强度指标,但这也仅仅是满足了工业制造的基本要求。成本高、效率不高、技术不成熟等问题仍然存在,并且它的制造精度尚不能与传统的超精度加工技术相提并论。
  
  桌面级3D打印机的爆发和工业级3D打印机的相对缺失,也导致3D打印与制造领域的融合速度放慢,整个工业应用也缺乏市场整合开拓。目前环境下,3D打印在工业领域还谈不上颠覆或取代传统工业制造。只有3D打印与传统制造技术真正结合起来,为传统制造业增加更多个性化及智能化元素,才能推动制造业的升级转型,才能实现中国制造向中国智造的转变。
  
  3D打印融入机床领域或成制造业主流趋势
  
  数控机床位于整个制造业产业链的上端,下游行业主要包括汽车工业、国防军工、航天航空、电子信息产业等。3D打印与数控机床两者并无本质差别,区别在于两者的制造方式和工艺。机床是减法制造,3D打印是加法制造。虽然3D打印作为一项颠覆性技术登上舞台,但两者在当前一段时间还将处于共存状态。不过随着技术的推动,将3D打印技术融入到机床领域,二者取长补短,将会是目前工业制造的主流趋势。
  
  当前,3D技术已开始向机床领域迈进。美国就将传统的机床设备升级,使其能够采用激光工程化净成形(LENS)实现金属3D打印。DMGMORI公司也将铣削加工技术与激光金属沉积加工工艺结合在了一起,应用到了一台具有完整铣削功能的激光熔覆加工机床上,打造了金属3D打印复合5轴加工机床。该工艺采用了一套粉末喷嘴,其在粉末床中的加工速度要比激光烧结加工技术快20倍。
  
  在《中国制造2025》中,3D打印和高端数控机床被摆放在了相当重要的位置。若3D打印技术能融入机床领域,对数控机床来说,无疑是如虎添翼。不仅可以使生产制造效率提高,而且还可以完成许多制造难题,这也将会给数控机床带来一个跳跃式的发展!
  
  3D打印改变工业制造,我们该怎么补课?
  
  中国未来是以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式,正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,实现了制造从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,具有重大价值。正如李克强总理所言,促进中国制造上水平,既要在改造传统制造上“补课”,同时还要瞄准世界产业技术发展前沿。
  
  打铁还需自身硬,及时跟踪和了解国际同行的先进技术和发展方向,并加大科研投入,引导科研与传统产业的转型升级相结合是一堂必修课。加强共性技术研究,实现产研学三方在市场机制下的合作互补,并充分发挥市场机制的作用,寻找一个更成熟度商业模式,让3D打印与传统制造业互利共进。3D打印将会对未来工业制造业,特别是中国市场的工业制造行业,开创一个新的格局。而从目前的发展趋势来看,这一观点已开始凸显。
  
  3D打印已蹒跚的进入了工业制造领域,目前牵手容易,相恋难。未来融合之路,还要走一段,但我们相信不会太远。真正融合那一刻,也是中国制造向中国智造腾飞之时。
(来源:中国3D打印服务网)

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