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跟傳統(tǒng)鑄造技術(shù)相比,3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢在于不需要模具即可實(shí)現(xiàn)各種形狀產(chǎn)品的制造。因此3D打印技術(shù)特別適合應(yīng)用于利用模具鑄造困難、形狀復(fù)雜、個(gè)性化強(qiáng)的產(chǎn)品。此外,傳統(tǒng)制造技術(shù)中,產(chǎn)品模具需要多次調(diào)試,研發(fā)成本較高。而3D打印技術(shù)可以大大縮短研發(fā)周期,降低研發(fā)成本。
3D打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年的美國,2012年開始在中國興起。作為先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分,國家對其的發(fā)展高度重視,先后出臺了不同的政策支持。
在國家政策的支持下,經(jīng)過幾年的研究,我國的3D打印技術(shù)得到了巨大的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年提高:
雖然從2015年開始增長速度有所減緩,但產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍保持每年增長的趨勢。尤其是這兩年,通過不斷地自主研發(fā),我國3D打印產(chǎn)業(yè)逐漸脫離了對外國的技術(shù)和材料依賴。以浙江迅實(shí)科技為例,從2013年成立至今,通過相關(guān)技術(shù)人才的招攬,迅實(shí)科技現(xiàn)在已經(jīng)擁有了自己的技術(shù)團(tuán)隊(duì),并與西交大盧秉恒院士合作設(shè)立了院士工作站。迅實(shí)科技現(xiàn)已開發(fā)了MoonRay系列3D打印機(jī),研制了Resin高精度DLP光敏樹脂材料等。
相較于迅實(shí)科技的不斷發(fā)展,其他很多3D打印公司卻在行業(yè)中面臨困境。他們大多沒有自己獨(dú)立的技術(shù)支撐,或過分依靠上游材料,純粹靠3D打印輸出而難以生存??梢姴还苁呛畏N行業(yè),科學(xué)技術(shù)才是第一生產(chǎn)力。
經(jīng)過不斷發(fā)展,3D打印技術(shù)功能日趨精細(xì)化,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。
下表是現(xiàn)在3D打印技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域的整理:
從圖表中可以看出,現(xiàn)階段3D打印技術(shù)在軍事、航空航天、醫(yī)療以及工業(yè)級打印領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。尤其在醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印技術(shù)的運(yùn)用與逐漸成熟將極大地改變以往傳統(tǒng)醫(yī)療方式,轉(zhuǎn)為依靠科技手段來實(shí)施更加精準(zhǔn),風(fēng)險(xiǎn)更小的高難度手術(shù)。2019年4月15日以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料,3D打印出全球首顆擁有細(xì)胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。這必將成為心臟病患者的福音,為更多心臟病患者的康復(fù)帶來契機(jī)。
綜合3D打印產(chǎn)業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀,可以預(yù)測到3D打印行業(yè)未來的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)以下特點(diǎn):
1.3D打印個(gè)人消費(fèi)保持高速增長
隨著“個(gè)人制造”的興起,桌面級3D打印機(jī)的需求會(huì)進(jìn)一步提高,從而促進(jìn)上游打印材料的消費(fèi)。因此在個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域,3D打印行業(yè)預(yù)計(jì)仍會(huì)保持相對較高的增速。
2.3D打印金屬材料應(yīng)用程度不斷加深
在工業(yè)消費(fèi)領(lǐng)域,由于3D打印金屬材料的不斷發(fā)展,以激光金屬燒結(jié)為主要成型技術(shù)的3D打印設(shè)備,將會(huì)在未來工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中獲得相對較快的發(fā)展。
3.產(chǎn)業(yè)鏈上的專業(yè)分工會(huì)進(jìn)一步深化
現(xiàn)階段,主要的3D打印企業(yè)一般以材料供應(yīng),設(shè)備制造和打印服務(wù)的綜合形式存在。這是由產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期技術(shù)推廣和市場規(guī)模的限制所致。長期來看,產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生專業(yè)化的分離,專業(yè)材料供應(yīng)商和打印企業(yè)會(huì)出現(xiàn),產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)會(huì)獨(dú)立或向下游消費(fèi)企業(yè)轉(zhuǎn)移。
就目前而言,國內(nèi)的3D打印技術(shù)仍在起步階段,無論是工業(yè)應(yīng)用還是個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域都存在巨大的潛在發(fā)展空間。就長期的需求增長而言,上游打印材料和個(gè)人3D打印設(shè)備的制造企業(yè)會(huì)發(fā)展得更好。因?yàn)樵谕ㄓ没募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷推廣的基礎(chǔ)上,專業(yè)化的材料供應(yīng)企業(yè)的發(fā)展是大勢所趨。而從個(gè)人消費(fèi)到工業(yè)制造,不 管哪個(gè)領(lǐng)域快速增長,對耗材的需求都是必不可少的。
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