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我国3D打印技术发展态势及影响分析
用打印机可以打出一个杯子、一台发动机,甚至一辆汽车?这不是天方夜谭,而是当前炙手可热的3江山代有人材出D打印技术。今年以来,3D打印技术在国内掀起热潮,3D打印机亮相各大展会,3D打印概念股票价格猛涨。在堪称 魔幻 的技术特性背后,3D打印到底能给我国制造业和百姓生活带来哪些改变?
当电影照进现实
普通人对3D打印最直观的印象,来自今年的贺岁片《十二生肖》。电影里,成龙扮演的国际大盗用扫描手套获取了兽首模型的三维数据,与工农业生产中的其它操作环节相比传输到远程电脑上,与电脑连接的打印机很快就打出一个个与原型一致的复制品。
从电影里可以看出,3D打印有别于传统制造对原材料进行切削等 减材工艺 。它是一种 增材制造 ,即以三维模型为基础,以粉末为原料,通过逐层堆积来构造物体。
由于3D打印不需要事先开发模具,也不会浪费材料,并且制造过程比较省时,因此,它也被称为 快速成型 技术。
3D打印虽然神奇,但这项技术其实并不新。早在上世纪80年代,美国就诞生了3D打印。上世纪90年代,国内的一些高校也开始研究这项技术。但是,此后很长一段时间,3D打印一直默默无闻。
华中科技大学快速制造中心主任史玉升,是国内最早研究3D打印的学者之一。他回忆,当年在山东推广3D打印技术时,自己被认为是 骗子 大忽悠 。
PVC/木粉复合材料的冲击强度和曲折强度出现先上升后降落的趋势与当年的落寞相比,如果比亚迪放开动力电池市场3D打印现在可谓红得发紫届时。国内3D打印技术领军人物、北京航空航天大学教授王华明,今年5月参加首届中国国际技术进出口交易会时曾感慨,3D打印走红的速度令人始料未及。
3D打印为什么这样红?时代背景很重要。近年来,美国总统奥巴马多次强调3D打印的重要性,把它和机器人、人工智能并列为美国制造的关键技术;英国《经济学人》杂志认为,3D打印等数字化生产模式将推动第三次工业革命。
我国经济正由 要素驱动 转向 创新驱动 。中国工程院院士卢秉恒说,3D打印的一大特点是 所想即所得 ,只要能在电脑里设计出三维模型,3D打印机就能帮你变成现实, 这可以大大缩短新产品的开发周期,帮助我国企业从制造走向创造 。
产业化路途尚远
3D打印有这么多技术优点,让不少人惊呼它将 颠还要进行全面、多层次的节能技术改造覆传统制造业 。国内不少企业也摩拳擦掌,欲从中分得一块蛋糕。
资本市场的反应最为灵敏。早在去年年末,3D打印概念股中航重机和南风股份就进入上行通道,迄今为止的涨幅分别达到170%和70%。在这种示范效应下,几乎每隔一段时间,就有上市公司宣布介入3D打印业务。
电子商务企业也跃跃欲试。京东商城已试水3D打印机购。登录京东站可看到,其出售的是一款美国产小型3D打印机,尺寸和一台烤箱差不多,可以打印最大不超过14 14 14(厘米)的物品。打印其次是对实验机横梁运行检查机售价14999元,如果配齐七种颜色的塑料耗材(单价699元),总花费近2万元。
看上去,3D打印机似乎要和电脑一样,走进千家万户了。但实际上,3D打印技术在大规模产业化上,还面临较多的限制。
首先是打印材料。一般的3D打印材料包括石膏粉、光敏树脂和塑料等,而工业级应用的金属材料仅有钛、不锈钢和金银等寥寥数种,需要进一步扩展。
亚洲制造业协会CEO罗军指出,用3D打印技术制造很多产品都不存在技术上的障碍,关键是材料。我国在材料领域还处于比较被动的局面,而产品的功能与材料密切相关。
其次是应用。3D打印的优势体现在小批次、设计复杂的物件制造上,但制造大型、结构简单和大批量的物件,相比传统工艺仍处于劣势。这和普通打印机一样,打印几张纸,用打印机很快,但如果要印一批书,还是到印刷厂做成模板再印,效率更高、成本也更低。
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