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全民创新新通途 3D打印升级“中国制造”

2015年09月09日 10:36中国机床商务网作者:黄鑫点击:5180

  【中国机床商务网 市场分析】3D打印,也称增材制造,能有效降低产品开发成本,缩短新产品开发周期,有助于改变我国制造业长期处于价值链低端的不利局面。
  
  当前增材制造企业总体上依然“小、散、弱”,还处于“单打独斗”的发展阶段,产业整合度较低,技术研发和推广应用还处于无序状态
  
  近日,国务院总理李克强主持专题讲座,讨论加快发展先进制造和3D打印等问题。会议提出,要促进中国制造上水平,既要在改造传统制造上“补课”,也要瞄准世界产业技术发展前沿。
  


图片来源于百度
 
  “3D打印体现了信息技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合,是我国制造业升级发展的重要方向。”工信部赛迪研究院装备工业研究所所长、《国家增材制造产业发展推进计划(2014-2016年)》主要起草人左世全接受记者采访时表示,3D打印能有效降低产品开发成本,缩短新产品开发周期,有助于改变我国制造业长期处于价值链低端的不利局面。
  
  增材制造前景广
  
  3D打印,也称增材制造,它实现了制造从等材、减材到增材的重大转变。左世全解释说,减材加工工艺主要指切、铣、磨等,等材加工工艺则以铸、锻、焊等为代表,而3D打印则是增材制造技术,可以一次制造任意复杂的零部件。
  
  由于改变了切削、组装等加工模式,减少了加工工序,3D打印能大大缩短新产品、新工艺的开发成本与周期。以发动机缸盖为例,传统砂型铸造、工装模具设计制造周期需要5个月,而利用3D打印技术,则能在1个星期整体成型出四气门六缸发动机缸盖砂型。
  
  目前,3D打印已在航空航天、汽车、生物医疗、模具制造、文化创意等领域得到初步应用,产业规模增速很快。有关数据显示,我国3D打印产业规模2013年为20亿元左右,2014年达37亿元左右。未来5年,我国3D打印市场规模还将实现30%以上的快速增长。
  
  在国务院专题讲座上,中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒指出,以3D打印为代表的增材制造的前景是“创材”,即按照材料基因组,研制出超高强度、超高耐温、超高韧性、超高抗蚀的新材料。目前3D打印已制造出了耐温3315摄氏度的合金,用于“龙飞船2号”,大大增强了飞船推力。
  
  个性定制成本低
  
  南京市儿童医院日前在国内首次尝试采用3D打印技术,打印出患者的心脏模型,反复模拟手术练手,从而成功为一名3个多月大的婴儿进行了复杂的先天性心脏病手术。从心脏到肢体,从飞机到汽车引擎零部件……基于3D打印低成本定制化的优势,生物医学、航空工业和个人消费都是其最具潜力的应用领域。
  
  左世全表示,3D打印不需要模具就能进行零部件制造,产品的单价几乎和批量无关,因此在新产品开发和小批量生产中极具优势,企业可以进行多品种个性化制造,甚至可以提供定制。
  
  “3D打印技术契合了工业4.0制造智能化、资源效率化和产品人性化的理念,因此成为国外发展的重点。这场制造技术的革命,对中国制造业升级也至关重要。”赛迪顾问原材料产业研究中心分析师雷洋认为,我国3D打印将率先在航空工业和生物医学领域获得广泛应用,随着打印设备和打印材料技术的进一步突破、成本的进一步下降,3D打印在个人消费领域也将得到进一步发展。他预计,“十三五”期间,3D打印将深刻影响制造企业的生产方式,引领制造业从标准化和精益化生产步入定制化生产。
  
  全民创新新通途
  
  “3D打印展现了全民创新的通途。”卢秉恒在国务院专题讲座上说。比如2014年,美国GE公司挑战3D打印,将飞机的一个零部件公开让创客设计。收集的700多个方案中,第一名只用了六分之一原始结构的重量就完成了全部测试。设计者是一个19岁的年轻人,方案却超过了GE公司的资深专家。
  
  不仅如此,左世全还指出,3D打印和产品的复杂度关联度较低,很多传统方法无法制造的产品都可以轻易生产出来,这有利于增加产品设计自由度,提升设计创新能力,拓展创新创意空间。
  
  目前,我国3D打印已经具备了一定的技术和产业化基础,部分技术领域已达到国际先进水平。但雷洋指出,3D打印要实现产业化发展,还需要突破技术成本、打印材料、产品质量、社会风险等瓶颈。2014年,我国增材制造产业规模仅为全球的6%左右。增材制造企业总体上依然“小、散、弱”,还处于“单打独斗”的发展阶段,产业整合度较低,技术研发和推广应用还处于无序状态。
  
  左世全建议,要针对航空航天、汽车、文化创意、生物医疗等领域的重大需求,突破一批增材制造专用材料;加快提升一批有重大应用需求、广泛应用前景的增材制造工艺技术水平,开发相应的数字模型、专用工艺软件及控制软件。
(来源:经济日报)

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