作為世界第三次科技革命中最引人注目的技術之一,3D打印技術可謂長沙正在蓬勃發展。最近在長沙在中國中部舉行(長沙)在國際裝備制造業博覽會上,3D打印扮演了主角。去年,它還是一家默默無聞的3D打印企業。今年,展位一直設在展廳的中央。工作人員解釋了一整天,連聲音都沙啞了。人們最關心的是3D打印如何打印出一個三維的自己。
與熱鬧的消費級3D打印機相比,工業機器的生產和應用冷清得多。這項技術會給傳統的加工制造業帶來顛覆性的改變嗎?3D打印機什么時候會像平板打印機一樣遍地開花?隨著3D打印首個國家政策《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016)》的頒布,3D打印在工業領域的機遇和挑戰再次引起業界關注。
民用3D打印
民用:印刷肖像是可取的。
早在3D打印興起的時候,由于可以直接打印三維模型,其發展前景就已經被業界津津樂道。甚至有人預測,未來3D打印會像噴墨打印機一樣普及。現在幾年過去了,雖然受限于印刷精度和高材料。價格3D技術向家庭普及緩慢,但3D打印的概念和應用已經越來越被市民接受。
存在長沙有許多這樣的專業服務提供3D打印。公司,比如湖南易熵科技自主發明了矩陣式人體3D掃描儀,可以在3秒內深度獲取物體的3D、顏色、紋理數據,然后用3D打印機打印出人像。整個過程只需要3個多小時,這使得3D打印服務像沖洗照片一樣令人向往。杜瑞科技的3D打印技術可以使用最便宜的紙張作為原料。與樹脂、尼龍等傳統材料相比,紙張的使用成本只有幾十元。
目前國內90%的3D打印企業都是臺式機器,打印人像這樣的“小玩意”。此外,目前我國3D打印在汽車、生物醫療、文化創意等領域已有初步應用,但距離實現大規模產業化和工程化應用還有一定距離。
所屬行業:3D打印應用于火箭點火裝置
3D打印造了房子,3D打印造了汽車,甚至3D打印還用人骨做手術...每次3D打印出現在不同的領域,都賺足了眼球。其實你能看到的3D打印的應用只是冰山一角,一些軍事領域早已成熟。而且航空航天等高科技領域對成本不敏感,零件多是一次小批量生產,正好符合3D打印的特點。
記者昨天被找到了。長沙高新區華數高科看到了其研發的大型工業3D打印機。這臺3D打印機看起來像一個大柜子,里面有相當于制造車間的精密儀器。將物體的3D數據輸入電腦后,按下“打印”按鈕,這個“制造車間”可以在幾個小時內打印出工業級零件。
應該公司副總經理陳博生告訴記者,3D打印在復雜結構的建模方面具有獨特的優勢。“過去,設計師在設計零件時要考慮工藝性,否則在車間里是做不出來的。但現在,只要是可以想象的,都可以3D打印出來,甚至可以做出傳統技術難以實現的“怪誕”結構。”
中國航天科工六院近日宣布,中國首次將3D打印技術成功應用于固體火箭發動機的研制。火箭發動機點火裝置的3D打印部分——外殼——由華數高科量身定制。因為生產火箭點火裝置的外殼難度很大,航天科工六院之前想了很多辦法,但是在山窮水盡的時候,沒想到用3D打印技術一次性通過點火試驗。
瓶頸:價格高而少的材料制約工業發展。
是否意味著3D打印會摧毀或取代傳統制造業,因為它速度快,節省材料,可以輕松應對復雜的產品?陳博生認為,雖然部分產品的小批量生產和模具生產有優勢,但3D打印在大規模生產的速度和成本上仍存在一些缺陷。“3D打印擅長解決個性化、復雜、高難度的生產技術,傳統制造業擅長大批量、大規模、精益生產,兩者是互補的。”
“這種叫好不叫座的情況,可能會持續相當長一段時間。”華數高科總經理侯表示,由于現有的技術儲備,缺乏適合3D打印的逆向工程、三維數字建模和實際應用軟件開發能力,以及相對較高的3D打印設備。價格單個企業設備利用率相對較低,缺乏設備配套的操作技術人員,是3D打印產業發展的障礙。
多位業內人士告訴記者,材料品種很少。價格價格昂貴、性能低下也是制約工業3D打印應用的關鍵。因為3D打印屬于增材領域,材料開發是3D打印的物質基礎,材料開發決定了3D打印的應用范圍。
創新:開源系統成就業界百家爭鳴
正是因為3D打印材料市場的廣闊前景,許多材料R&D和生產企業都將目光投向了這一領域。從事新材料的開發湖南容暉技術和湖南鼎立科技公司攻克國內技術難題,成功研發球形鎳基高溫合金粉、球形鈦粉等金屬基3D打印材料,填補多項國內空白。
5月18日,華數高科在武漢全球首款開源可定制金屬3D打印機在2015中國中部投資貿易博覽會上發布,控制系統的“開源”成為這款3D打印機的最大亮點。
目前美國、德國、中國的其他3D打印設備廠商都采用閉源系統。如果客戶需要打印新材料,他們必須支付高參數包。費用,無法實現材料的自主研發。“控制系統是開源的,買家不僅可以燒結我們指定的金屬材料,還可以根據自己的需要調整任何參數,使用第三方材料,甚至可以自己進行材料研發。”華數高科裝備研發部負責人周志陽說。
“我們不想成為3D打印行業的IOS,但我們想成為Android。”華數高科董事長徐曉舒認為,這款開源金屬3D打印機的發布可以“帶動一批人,帶動一批人。公司多個行業加入到3D打印產業的發展中,推動了中國3D打印產業的不斷進步,真正實現了百家爭鳴的良性市場競爭格局。
規劃:長沙漸江3D打印應用產業技術研究院
在國務院5月發布的“中國制造2025”規劃中,有5處提到了3D打印,并將其列為10個重點突破領域之一。業內人士預測,未來五年,3D打印行業將實現從消費級應用到工業應用的轉變,從非金屬3D打印設備到金屬設備的轉變,讓金屬3D設備走向全球。公司將達到30架,中國生產10架。
記者從市科技局獲悉,為響應國家關于工業4.0和《中國制造2025》的規劃實施,進一步推進長沙城市產業技術創新與發展、長沙建立各種工業技術研究所的政策文件正在研究和制定之中。目前,3D打印應用產業技術研究院的建設方案正在進一步規劃和完善中,有望成為首家成立的研究院。