3D打印:技術到產業的一步之遙?
點擊量:445 發布時間(jiān):2017-01-20 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
你能想象汽車從打印機裏打印出(chū)來嗎?你能相信巧(qiǎo)克力也可以打印(yìn)嗎?你能做到手機也可以直接(jiē)打印?是(shì)不是(shì)感覺像科幻?像做夢?但是,3D打印機確實給人類(lèi)帶來了前所未有(yǒu)的震撼!

如果(guǒ)當初西遊的時候,八戒也帶上這樣一台3D打印機,他是否會摸著滾圓的肚皮說:“師父,以(yǐ)後吃穿不愁了,也不用大師兄出(chū)去化緣了。”
3D打印機真的如(rú)此神(shén)奇嗎?3D打印機到底是何方神聖?3D打(dǎ)印的“前世”與“今生”又是如何的呢?
3D打印(yìn)機,即快速成形技術(shù)的(de)一種機器。
它有三個最基本(běn)的(de)要素:第(dì)一,需(xū)要(yào)數字模型文件為基礎(chǔ),簡(jiǎn)稱“印(yìn)前建模”;第二,需要粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,簡稱“打印原料”;第(dì)三(sān),打印機通過逐層打印的(de)方(fāng)式來構造物體,簡稱“3D原理”。簡單地說,就是把數據和原料放進3D打印機(jī)中,機器會按照程序把(bǎ)產品一層層造(zào)出來。由此可見,對於八戒來說,大師兄還是需要出去化緣的,因為缺乏足夠的“打印原料”。而“印前建模”則可完全省去,因為八戒對食物(wù)的造型大概沒有太高的要求。
3D打印源自(zì)100多年前美國研究的照相雕塑和地貌(mào)成形技術,上世(shì)紀80年代(dài)已有雛形,其學名為“快(kuài)速成型”。到20世紀80年代後期3D打印技術發展成熟並被廣泛應用。1995年,麻省理(lǐ)工創造了“三維打印”(3D打印)一詞,當時的畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方(fāng)案,變為把約束(shù)溶劑擠(jǐ)壓到粉末床(chuáng)的解決方案,而不是(shì)把墨水擠壓在紙張上的方案。
2003年以(yǐ)來三維打印機的銷售逐漸擴大。2013年5月22日(rì),NASA已選中總部位於得克薩斯州(zhōu)的係統和材料研(yán)究(jiū)公司,向其投資12.5萬美元,研(yán)發能為宇航員製造“營養可口”食品的(de)3D打印(yìn)機。
越(yuè)往後看,我(wǒ)們越覺得科幻、瘋狂(kuáng),但是3D打印機的(de)確潛力無(wú)限,否(fǒu)則,不(bú)會上至企業政府下至販夫走卒都(dōu)對它興致盎然。它的整(zhěng)個發展曆程向(xiàng)我們(men)表明,它是“19世紀的思想,20世紀的技術,21世(shì)紀的市場”。
3D打印技(jì)術發展到如今,席卷了(le)歐美市場,並逐漸深入到亞太地(dì)區,尤其是中國。
2013年9月全球兩大3D打(dǎ)印之一(yī)的Stratasys公司與素以辦公用品聞名的(de)台灣震旦(dàn)集團展開戰略合作,拓展中國3D打印市場;另一家德國設計導向集(jí)成(e-Manufacturing)科技公司EOS也在華建立總部及研發中(zhōng)心。兩大打印巨頭的投資和布局絕不是盲目(mù)和偶然的(de),他們發(fā)現了一個驚人的趨勢:亞太(tài)地區(qū)的3D打印市場正(zhèng)經曆從無到(dào)有的過程——由於3D打印誕生於美國,在美國發展20多(duō)年(nián)以後,第一波的嚐鮮(xiān)需求可能日益飽和,未來滲透率的(de)提高主要(yào)依靠更高性打(dǎ)印設備和耗材對3D打印應用邊界的拓展,以及(jí)與雲製造相關的商(shāng)業模式的再創(chuàng)新。但亞(yà)太地區市場規模正處於從(cóng)無到有的擴張階(jiē)段,未(wèi)來有望保(bǎo)持(chí)60%以上的高速增長。這兩大3D巨頭正是看(kàn)到(dào)了中國(guó)地區巨大的財富和市場契機,於是,在中(zhōng)國3D市場萌芽階段就迅速布局,以掘得第一桶(tǒng)金。中國企業(yè)若還不(bú)動手,隻怕以後連(lián)“喝湯”的機會都沒有了。在市場營銷這場沒有硝煙的戰爭中,搶占市場機會有著至關重要的作(zuò)用。
根據WohlersAssociates的數據顯示:2012年,全球3D打印產業的銷售收入(rù)規模已達22.04億美元,比(bǐ)去(qù)年增長(zhǎng)28.6%,如果從1993年算起,年均複合增速為17.7%,最近(jìn)兩年同比增速升至25%。以這個速度發展,我們(men)沒有理由懷疑中國3D打印(yìn)是否有市場,而隻是不清楚(chǔ)這個(gè)市場未來(lái)將發(fā)展到多大規(guī)模。根據(jù)現有(yǒu)發(fā)展趨勢(shì)和(hé)資料數(shù)據,我(wǒ)們可以肯定的是:3D打印必將在中國的市場上占據一個重要地位,它將是21世紀中國市(shì)場的“新寵”!
產業化呼喚3D打印
1、工業生產變革的需要
3D打印技術能(néng)帶來工業生產的變革(gé)。
3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何已有模具,就能(néng)直接從(cóng)計算機模型(xíng)數據中生(shēng)成(chéng)任何形狀的(de)零件,從而極大地縮短產品的研製周期(qī),提高生產效率並降低(dī)生產成本(běn)。
與傳統打印技術相比,3D打(dǎ)印技(jì)術通過摒棄生產線而降低了(le)成本並大幅減(jiǎn)少了材料浪費;它還可(kě)以製造出傳統生產技術無法製造出的外形,讓人們可(kě)以更有效地設計出美觀實用(yòng)的物品;另外,在具有良好設計概念(niàn)和設計過程的情況下,3D打印技術還可以簡化生(shēng)產製造過程,快速有效又廉價地生產出單個物品;在3D打印技術中(zhōng),原材料能全部運用到生(shēng)產所需要的產品上,它生產出的零件更加精細輕盈,與機器製造出的零件相比(bǐ),打印出來的產品的重量(liàng)要輕(qīng)60%,並且同樣堅固。
簡而言之,3D打印技術能幫助工業生產縮短生(shēng)產周期,節省生產材料,並能生產出“個性化”、無形狀限製的(de)產品或零件,還能保證產品的質量。3D打印(yìn)技術(shù)是否能(néng)顛覆傳統產業,現在還很難說,但它的確為工業生產帶來了有(yǒu)力的變革,尤其是工業技術的變革。
眾所周知,中(zhōng)國正處於工(gōng)業轉型升級的(de)關鍵時期,3D打印技術的(de)發展為中國帶來了巨大(dà)機遇,產業運用3D打印技術可享受更快捷(jié)和高效的製造過程。正如震旦集團所稱道的,在打樣、開模階(jiē)段,平均可降低約50%的製造費用,縮短70%的加工周期(qī),並能將複雜設計製造一(yī)體化。2013年10月17-19日在珠海航展館舉行的3D打印應用及數碼圖文快印展覽會成功吸引多家中國3D打印(yìn)的龍(lóng)頭企業參展,試(shì)問,如果3D打印在(zài)中國沒(méi)有(yǒu)什(shí)麽市場,為什麽(me)如此多(duō)的(de)企業會蠢蠢(chǔn)欲動,欲分3D打印市場的一(yī)杯羹?
2、個性化生活消費的需要
3D打(dǎ)印技術(shù)的“個性化”定製能(néng)更好地滿足人們的(de)需求。
市場與銷售,最(zuì)終(zhōng)都要回歸到消費者的(de)需求(qiú)。
上海首家3D照相館"EPOCH時光機"於2013年5月5日現身上海。該照相館由一群“80後海歸”共同創立,引進國際最先進的工業級全(quán)彩3D打印設備,運(yùn)用最前沿的3D科技及獨創的後期製作工藝,記錄與重現最重要的時光。在整個3D體驗過程(chéng)中,設(shè)計師會將顧客的全身外形掃描至電腦,再根據顧客的設想進(jìn)行定製化設計,並通過全彩3D打(dǎ)印(yìn)及一係列精細的手工雕琢,最終呈現出擁有顧客獨特印記並(bìng)能表(biǎo)達自我與內心的作品。為了讓顧客與(yǔ)獨立(lì)設計師(shī)一起(qǐ)進行靈感創(chuàng)作,"EPOCH時光機"采用定製化(huà)理念,通過藝(yì)術(shù)和科技結合的(de)方式更純粹地展現顧客的想(xiǎng)法,每天隻接受(shòu)10位顧客(kè)預約。對EPOCH而言,顧客(kè)的體驗和心靈的碰撞與作品本身一樣重要。3D打印技術(shù)脫離了傳統二維的空間(jiān)束縛,進(jìn)入到三維(wéi)空間,這是EPOCH能進行定製化設計的技術(shù)保證。在定製(zhì)化設計過程中,前期精準的數據建模,後(hòu)期耐心的精雕細琢是個性化產品優質(zhì)的保證。而(ér)整個環節中起決定作用的是顧客與設計師的全程、全麵的互動,正是這種互動,使消費者最直接最清晰地表達出自(zì)己(jǐ)對產品的想法與要求,而(ér)設(shè)計(jì)者也在第一時間最清晰地理解了客戶的需求,使他能做出最有益於顧客的調整。
還有蘇州的華漫信息服務公司旗下的漫品印象就是專注於3D形象服務(wù)的品牌。華漫(màn)信息服務成立於2009年,是由來自中科院、清華、浙大(dà)等(děng)著名高校的一群博(bó)士組成的技術創(chuàng)業型公司。創始人彭博士是在國內最早開展人臉體征識別的研究者,華漫公司將人臉識別建模(mó)與3D技術結合在一起,研製出具有領先的DTC3D照相係統及係列產品。“漫品印象(xiàng)”為華漫旗下3D照相(xiàng)館品牌,秉承為(wéi)用科(kē)技與藝術的智慧創造生活樂趣理念服務(wù)消(xiāo)費者,已成(chéng)為國內3D照相行業的開拓者(zhě),並致力於成為(wéi)個性化3D形象領先的(de)服務商。
由此(cǐ)可見,未來中(zhōng)國3D打印的個性定製化這塊要做好兩個方麵的事情:第一,“硬件”技術要過關,無論是3D打印(yìn)技術本身還是後期的雕琢技術;第二,“軟件”服務要到位,這是(shì)重心,指的是互動。然而,無論是硬件(jiàn)還是軟件(jiàn),它們(men)所指向的中心卻隻有一(yī)個——消費者的需(xū)求,隻是個性化定製能夠更大程度地(dì)滿足消費者需求(qiú),能黏住(zhù)更多(duō)忠實的客戶。
由(yóu)此可見(jiàn),3D打(dǎ)印技術對中國是一種(zhǒng)立體式的滲透,它並不局限於哪一個行業,這讓人想起了第一次(cì)工業革(gé)命(mìng)時蒸汽機的(de)廣泛運用,也讓人想起了第二次工業(yè)革命時電力(lì)的廣泛(fàn)運用一樣。3D打印是否會(huì)成為第(dì)三次工業(yè)革命的標(biāo)誌,我們還要拭(shì)目以待,然而不可否認的(de)是,它對中國乃至世(shì)界各行各業已經造成不可小覷的(de)影響。
從技術到產業的關鍵一(yī)步
據麥肯錫研(yán)究報告表明,到(dào)2025年,3D打印產生的經(jīng)濟影響將達2300億美元。在(zài)我國,3D打印已列入國家科技計劃(huá),目前主要應用在航空、汽車,醫療等行業。未來幾年內,航天軍工、民用消費(fèi)、模具設計三(sān)駕馬車將驅動我國3D打印需求跨越式增長,3D打(dǎ)印即將拉開與發達國家競爭的序幕(mù)。
全球經濟(jì)形勢不斷(duàn)回(huí)暖,全球3D打印市場多年的積(jī)累並持續不斷地向亞(yà)太地區滲透,以及中國(guó)市場對3D打印技(jì)術的(de)內在需求和政策、資金的支(zhī)持,我們完全有理由相信:中國3D打印市場的春天即將到來,關鍵要(yào)看(kàn)中國企(qǐ)業是(shì)否能把握住機會,是否有勇(yǒng)氣和魄力摘下這個市場的皇冠(guàn)。
所(suǒ)以,3D打印在中國的夢(mèng)想與(yǔ)現實的距離並不太遙遠,但是,也麵臨許多(duō)重要的挑戰,關鍵的關鍵就是產業化(huà)和市場化,比如3D打印技術有待進一步改進、“打印原料”價格偏高、缺乏強大金融支持等。
從技術上來說,3D打印技術能否在精度上,達到傳統機械加工零件需達到的微米級別,同時(shí)還(hái)要以同樣高(gāo)的效(xiào)率生產出來,這(zhè)都是技術難題。而“批量化”生產對3D打印技(jì)術來說(shuō),正是它的(de)“軟肋”,與(yǔ)傳統的工業技術相比(bǐ),在(zài)規模化生產上,它完全不(bú)占優勢。
從原(yuán)材料上來看,低端3D打印機市場上(shàng),人們普(pǔ)遍采用的是單色熱(rè)塑性擠(jǐ)出技術,這種方法是通過打印頭將少量高溫加熱的ABS塑料絲擠出,進而(ér)塑造成立體(tǐ)模型。但這種方法存在(zài)很(hěn)多弊端,其中最大的一個問題就(jiù)是原材料成本太高,ABS塑料的價格目前仍在34美元~45美元/公斤上下浮動。而高端3D打印機市場上,高精度(dù)、高強度(dù)、能(néng)夠(gòu)長期應用、耐疲勞的“打印原料”以及工藝標準都存在巨大(dà)問題和(hé)挑(tiāo)戰。
從資金鏈上來說,3D打(dǎ)印產業的發(fā)展不(bú)僅取決於技術、原(yuán)料(liào),還取決於金融支持,目前(qián)急需整合資源、資金鏈(liàn)條。這就(jiù)需(xū)要國內良好的政策導向、金融支持和規模投資(zī)。資金一旦跟得上3D打印產業(yè)發(fā)展的腳步(bù),那麽,技術與原料上存在的壓力將會得到有效的緩解,實(shí)現3D打印產業的(de)良性發展。

