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影响因素分析,增材制造技术与3D打印产业发展现

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影响因素分析,增材制造技术与3D打印产业发展现

原标题:未来5年中国3D打印产业发展前景预测分析

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近几个月来,3D打印技术在中国的热度不断攀升,目前全国多个省市都在举行3D打印项目论证会,一轮由3D打印引发的圈地运动即将来临。对于风起云涌的3D打印热潮,我们应该如何看待?

当前,新一轮世界科技革命正在孕育,以增材制造技术为重要代表的第三次工业革命初见端倪。我国正处于工业转型升级的关键时期,增材制造技术的发展,对我国既是重大机遇,又带来了挑战。

相关报告:2018-2022年中国3D打印产业深度调研及投资前景预测报告(上下卷)

影响因素分析

12月21日,当记者在北京航空航天大学见到王华明的时候,他刚刚获得了由光华设计基金会颁发的中国设计贡献奖银质奖章,而获奖理由则是他在增材制造技术方面所作出的杰出贡献。

OFweek激光网讯:当前,新一轮世界科技革命正在孕育,以增材制造技术为重要代表的第三次工业革命初见端倪。我国正处于工业转型升级的关键时期,增材制造技术的发展,对我国既是重大机遇,又带来了挑战。加快推进增材制造技术研发及产业化,对于提升我国制造业的整体创新能力,取得在数字化制造、智能制造方面发展的主动权,抢占先进制造业发展制高点,加快工业转型升级和经济发展方式转变具有重要意义。

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一、有利因素

增材制造俗称3D打印,近几个月来,3D打印技术在中国的热度不断攀升,工信部副部长苏波近日在2012年增材制造技术国际论坛暨第六届全国增材制造技术学术会议上的表态更将这一热度推至高点。苏波表示,工信部未来将推动3D打印产业化,3D打印路线图和中长期发展战略也即将制定。

增材制造技术与3D打印产业发展现状

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政策支持

然而,面对风起云涌的3D打印热潮,作为我国3D打印领域的权威专家,王华明却仍旧保持了低调冷静。他告诉记者,3D打印确实会给制造技术带来革命,但并不会如英国《经济学人》杂志所声称的那样成为第三次工业革命的引擎。与当下占据媒体眼球的快速原型制造技术相比,3D打印的另一技术方向高性能金属构件直接制造技术才是该领域未来的技术制高点。

增材制造技术是利用计算机设计数据,采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术,AM技术与传统制造技术的融合发展将对制造业产生重要影响。欧美发达国家密切关注这一最新动向,加紧战略部署,推动AM技术创新及产业化。自1990年由美国麻省理工学院申请的专利三维技术印刷获得批准后,二十多年来,随着AM技术取得快速发展,包括快速原型制造实体自由制造(Solid-formFabrication)等新型制造业态都被统称为3D打印产业,并预测这种实体自由成形制造技术将带来第三次工业革命。

影响因素分析

近年来,3D打印在国际、国内都引起广泛关注,被列入《国家高技术研究发展计划》,全国各重要工业城市也纷纷出台3D打印相关的扶持及优惠政策,鼓励创新,大力发展该项业务。国务院印发的《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》中提到,要增加增材制造等前沿技术和装备的研发,推动优势和战略产业快速发展。

为什么会火

3D打印产业代表制造业特别是大型航空航天制造发展新趋势。美国Wohlers协会在2012年度报告指出,AM技术诞生25年以来,相关设备和服务平均年增长率27%。据预测,到2016年该市场规模将达到31亿美元,到2020年将增长到52亿美元。AM技术正处于发展期,具有旺盛的生命力,还在不断发展;随着技术发展,应用领域也将越来越广泛。

一、有利因素

2017年12月,工业和信息化部、发展改革委等十二部门印发《增材制造产业发展行动计划》。计划中提到,到2020年,增材制造产业年销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上。关键核心技术达到国际同步发展水平,工艺装备基本满足行业应用需求,生态体系建设显著完善,在部分领域实现规模化应用,国际发展能力明显提升。行业应用显著深化。

已是长江学者、大型金属构件激光直接制造教育部工程研究中心主任的王华明,从上世纪80年代就开始关注并研究3D打印技术。其所在的北京航空航天大学团队历经近20年的研究,在国际上首次全面突破了钛合金等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,使我国成为迄今为止世界上唯一突破大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。

目前,该技术与不同的材料和工艺结合形成了20多种AM设备,并呈现出三个方面的发展态势:一是利用3D打印机直接制造日常消费品;二是采用激光或电子束直接成形制造功能零件;三是将复合材料组织与外形结构的设计同步并制造一体化组织与结构。

(一)政策支持

部分技术世界先进

据记者了解,目前全国多个省市都在举行3D打印项目论证会,一轮由3D打印引发的圈地运动即将来临。不久的将来,不仅各个省市,甚至包括地级市,都会如雨后春笋般地出现3D打印产业园。但王华明认为,为了未来技术和产业的健康发展,3D打印应理性降温。

我国3D打印产业发展现状及存在的问题

近年来,3D打印在国际、国内都引起广泛关注,被列入《国家高技术研究发展计划(863计划)》,全国各重要工业城市也纷纷出台3D打印相关的扶持及优惠政策,鼓励创新,大力发展该项业务。国务院印发的《中国制造2025》,是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。《中国制造2025》中提到,要增加增材制造等前沿技术和装备的研发,推动优势和战略产业快速发展。

目前我国在3D打印已有部分技术处于世界先进水平。其中,激光直接加工金属技术发展较快,已基本满足特种零部件的机械性能要求。在这方面,西北工业大学的黄卫东团队采用这类技术直接制造金属零件,并已成功对航空发动机叶片进行了再制造修复。与此同时,北京航空航天大学教授王华明领衔的飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术,让我国在高性能金属材料3D打印上,跻身世界领先行列,如今已广泛应用于我国的航空航天领域。

仅仅短短几个月时间,3D打印为何就变得如此如火如荼?王华明认为,其起因大概有两个。

自20世纪90年代初以来,清华大学等高校,在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术等方面开展了积极的探索。尽管已有部分技术处于世界先进水平,但国内3D打印成本较高,多用于实验,规模化应用尚需时日。用3D打印替代传统制造业批量生产,从效率、成本和可靠性等方面来看都面临着极大挑战。从产业发展角度来说,我国3D打印产业主要存在以下四个方面亟待破解的问题:

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