3D打印方興未艾，市場應(yīng)用前景可期
最近幾年，3D打印的曝光度越來越高，3D打印房屋、3D打印汽車等3D打印產(chǎn)品的橫空出現(xiàn)，不僅引起民眾的廣泛關(guān)注，更是使得3D打印成為投資資金的新寵，銀邦股份、中航重機、華中數(shù)控等3D打印概念股表現(xiàn)大好。實際上，3D打印并非新鮮事物，早在20世紀80年代就有專門的研究機構(gòu)和企業(yè)從事3D打印設(shè)備、材料、產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)制造。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，3D打印已在工業(yè)造型、機械制造、軍事、建筑、影視、家電輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域取得技術(shù)突破并得到初步應(yīng)用。雖然目前全球3D打印市場份額只占整個制造業(yè)的0.02%，但是隨著3D打印技術(shù)和材料的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域必將不斷拓展，應(yīng)用規(guī)模將不斷擴大。2012年，全球3D打印設(shè)備市場規(guī)模為22.04億美元，同比增長28.6%，預(yù)計到2017年將達到50億美元，到2020年將達到108億美元。
工業(yè)4.0背景下3D打印必受政策熱捧
3D打印技術(shù)完美地契合了工業(yè)4.0制造智能化、資源效率化和產(chǎn)品人性化的理念，因此成為廣大國家發(fā)展的重點。2012年，奧巴馬針對美國制造業(yè)提出了一系列發(fā)展方案，將3D打印列為11項重要技術(shù)之一，并聯(lián)合研發(fā)機構(gòu)、高等院校、制造商，建立了國家3D打印研究所。3D打印是一場制造技術(shù)的革命，對中國制造業(yè)升級至關(guān)重要。我國從20世紀90年代起研發(fā)3D打印技術(shù)，目前，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京隆源公司等研究機構(gòu)與企業(yè)，已經(jīng)在3D打印設(shè)備和材料領(lǐng)域取得一定研究成果。2012年10月，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，2013年，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心(南京、濰坊、珠海)相繼成立。2013年，3D打印入選國家863計劃，國家將提供4000萬人民幣作為研究基金來支持3D打印核心技術(shù)的發(fā)展，北京將投入15億人民幣支持3D打印技術(shù)。2015年2月，工信部下發(fā)《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015—2016年)》，對3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了整體計劃，未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的出臺在預(yù)料之中。
定制化生產(chǎn)制造是3D打印主要發(fā)展方向
基于3D打印低成本定制化的優(yōu)勢，航空工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和個人消費是其最具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域。“十三五”期間，我國3D打印將率先在航空工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。2013年1月，“飛機鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，我國成為世界上第二個掌握飛機鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形及技術(shù)的國家、世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造且付諸實用的國家，航空部門和汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域是該類3D打印技術(shù)最能發(fā)揮優(yōu)勢的領(lǐng)域，未來幾年其應(yīng)用將步入快速成長期。
3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用初步顯現(xiàn)，目前正在探索的應(yīng)用主要有假牙和假肢，當3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)影像建模、仿真技術(shù)結(jié)合之后，還能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面得到廣泛應(yīng)用。隨著打印設(shè)備和打印材料技術(shù)的進一步突破、成本的進一步下降，3D打印在個人消費領(lǐng)域(食品、藝術(shù)品、個性化物品等)也將得到進一步發(fā)展。“十三五”期間，3D打印將深刻影響制造企業(yè)的生產(chǎn)方式，引領(lǐng)制造業(yè)從標準化和精益化生產(chǎn)步入定制化生產(chǎn)。經(jīng)過“十三五”的夯實發(fā)展，到“十四五”期間，借助網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，我國有望初步形成以“個體創(chuàng)意+社區(qū)共建+云制造”為代表的新的制造業(yè)模式。
3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚需突破四大瓶頸
從中長期看來，3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景，但目前產(chǎn)業(yè)距離成熟階段尚有較大距離，理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感，短期內(nèi)對于3D打印的發(fā)展不宜過分高估。3D打印欲實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，需要突破技術(shù)成本、打印材料、產(chǎn)品質(zhì)量、社會風險等四大瓶頸。技術(shù)成本方面，以3D打印機為例，其造價昂貴，大多桌面級3D打印機售價2萬元人民幣左右，國內(nèi)的仿制品價格可以低到6000元以下，但質(zhì)量難以保證。打印材料方面，3D打印材料多采用化學(xué)聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在隱患，另外材料的價格也偏高，亟須豐富材料品種、降低材料價格。產(chǎn)品質(zhì)量方面，許多3D打印產(chǎn)品精度還不盡人意，打印效率還遠不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化需求，而且受工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴重沖突。社會風險方面，3D打印的技術(shù)優(yōu)勢使得假冒、仿造變得更加容易，不在知識產(chǎn)權(quán)等方面提前做好應(yīng)對，3D打印技術(shù)的泛濫將會帶來嚴重的社會風險。(賽迪顧問原材料產(chǎn)業(yè)研究中心 雷洋)
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