3D打印技术不断进步 应用深度和广度持续扩展

国际金属加工网 2019年02月27日

作为第三次工业革命制造领域较有突破性的一项前沿技术,3D打印产业的发展状况时刻受到全球各国的广泛关注。我国为支持3D打印产业的发展,也先后出台了《高端智能再制造行动计划(2018-2020年)》、《增材制造(3D打印)产业发展行动计划(2017-2020年)》等多项政策。

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3D打印技术不断进步 应用深度和广度持续扩展

近年来,在国家扶持政策不断加大、人才培养体系日趋完善的大背景下,我国以高校科研机构为主的3D技术研究不断取得进步。2017年,我国3D打印相关专利申请量已经超过了7400件。

3D打印产业发展至今,已经逐渐成长为可以满足工业生产、实现制造业转型的重点产业。由3D打印技术衍生的设计、软件、材料、数字制造等新的产业链,正在逐步优化传统制造业的产业结构,并构建起全新的制造业生态系统。

当前,3D打印在我国航空航天汽车制造医疗、健康等领域的市场应用已经取得了积极进展,我国3D打印产业总体呈现出稳中向好的态势,3D打印技术在多个领域的应用程度正不断深化。

就航天航空领域而言,3D打印技术已经逐步被应用于飞机机翼制造、复杂零部件制造及修复等多个方面。运用3D打印技术后,原有制造模式中存在的一些问题也得到了妥善解决。就飞机零部件修复而言,3D打印优势显著。

以高性能整体涡轮叶盘零件为例,如果盘上的某一叶片受损,那么整个涡轮叶盘将报废,直接经济损失价值高达数十万甚至上百万。零件修理人员利用3D打印技术在零件受损部位进行激光立体成形等操作后,就可以重塑零件形状,且修复后零件的性能也能较好的满足使用要求。

此外,设计师们能够借助3D打印技术及设备,优化飞机组件的设计,生产出结构复杂的零部件,并缩短产品的交付周期。与传统制造工艺相比,3D打印能有效降低生产成本,并提升产品的制造精度。

基于3D打印良好的发展态势、广阔的应用前景和显著的应用优势,近几年诸多企业纷纷进入3D打印领域,并致力于在3D打印技术研发和产品制造方面取得新成果。当前,3D打印知名品牌包括联泰、EOS、华曙、铂力特、3D Systems、GE、Stratasys、惠普等,这些企业已经生产出了多款桌面级及工业级3D打印机,许多产品已经得到了用户的肯定。

虽然航天航空作为3D打印技术的一大应用领域,其技术优势明显,但是这绝不是意味着3D打印是无所不能的。在实际生产过程中,3D打印技术应用还有面临许多问题。例如,目前3D打印还无法适应大规模生产,满足不了高精度需求。

与此同时,国内从事3D打印技术研发的科研机构和企业“小而零散,各自为战”,研发主要集中在设备上,材料和软件还未实现配套等问题也亟待解决。此外,如何管控成本也十分重要。目前诸多3D打印民用领域还无法承担起高昂的设备制造成本。

今后,随着材料技术、计算机技术以及激光技术等的不断发展,3D打印制造成本将会进一步降低,以便于更好的满足各行业实现健康长远发展的实际需求。在工业4.0的大背景以及各国政府的支持下,业内人士预计未来十年,全球3D打印产业将仍处于高速增长期。

据麦肯锡预测,2025年,全球增材制造产业可能产生高达2000-5000亿美元的经济效益。为提升产品的市场占有率、提高企业收益,3D打印制造商同行之间的竞争将日趋激烈,并在人才、技术等方面展开新一轮的竞争。此外,随着技术的不断进步,3D打印的应用深度和广度将持续扩展,并逐步融入人们生产生活的方方面面。


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