摘要:3D打印技術(shù)在生活和工業(yè)中逐步得到應(yīng)用,并帶來切實(shí)的經(jīng)濟(jì)和社會效益,越來越多的人都在了解該制造技術(shù)。那么,對于企業(yè)來講,就要了解3D打印技術(shù)現(xiàn)狀、市場現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢,以便在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中合理引用3D打印技術(shù),或者適時引進(jìn)3D打印技術(shù),作為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。3D打印技術(shù)是無模具制造技術(shù),在研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),可省去開模的成本,以及縮短周期,尤其是金屬部件的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,可大大降低科研成本。在驗(yàn)證環(huán)節(jié)的部件,都是高附加值產(chǎn)品,因此使用3D打印最為適合,可以找外面的服務(wù)商去做。還有一種情況,小批量的生產(chǎn),也非常適合使用3D打印技術(shù)。
3D 打印技術(shù)是在計(jì)算機(jī)的精確控制下,一層一層地往上增加材料,最終制造一個零件。首先通過計(jì)算機(jī)把這個零件微分,先把它分解成厚度是δ無限小的接近無窮多的片層,把三維的問題變成二維的,不管零件有多復(fù)雜,不管什么三維形狀,切片成二維圖形,一層層往上生長,每一層的厚度非常小,這就是增材。
制造技術(shù)是一個大的譜系,增材制造是其中一個分支。鑄、鍛、焊、熱處理等成型制造是控制材料的結(jié)構(gòu),車銑刨磨鉆這些去除材料的方法更多是精確控制零件的形狀,增材制造是制造體系中的一種成型技術(shù),對傳統(tǒng)成型技術(shù)來說,是一種變革。
金屬3D打印未來的發(fā)展方向是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料制備和構(gòu)件制造的一體化。金屬3D打印的優(yōu)勢除了設(shè)計(jì)自由、生產(chǎn)周期短、成本低、滿足個性化小批量生產(chǎn)以外,還將帶來兩大變革:一是對構(gòu)件材料技術(shù)產(chǎn)生變革性影響:實(shí)現(xiàn)高性能新材料的數(shù)字制造;二是對裝備制造技術(shù)產(chǎn)生變革性的影響:實(shí)現(xiàn)超大超復(fù)雜結(jié)構(gòu)的數(shù)字制造。
中國是最擁抱3D 打印技術(shù)的國家之一。在新一輪工業(yè)化浪潮中,美國、英國、中國都將3D 打印技術(shù)視為制造業(yè)創(chuàng)新的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
3D 打印市場規(guī)模不斷超預(yù)期。過去27 年,全球3D 打印產(chǎn)業(yè)復(fù)合增速超過27%,2015年市場規(guī)模達(dá)到了51.65 億美元。國內(nèi)3D 打印市場過去四年連續(xù)翻倍增長,2015 年中國市場規(guī)模在78 億人民幣左右。更為重要的是,不論是全球還是中國,2012年是一個轉(zhuǎn)折點(diǎn),3D打印產(chǎn)業(yè)當(dāng)前已經(jīng)處于爆發(fā)期,而中國市場增速最快。
3D 打印主要應(yīng)用于原型制造、模具驗(yàn)證和直接制造,直接制造為增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略方向,看好3D 打印在航空航天、重大裝備大型鍛件和國防軍工領(lǐng)域的應(yīng)用;同時,3D 打印再制造將是未來的藍(lán)海市場??傮w來說,金屬3D 打印面臨萬億規(guī)模的大市場。http://www.xyml.com.cn/zzzcp/info_42.aspx?itemid=356
航天航空領(lǐng)域是金屬3D 打印增長最快的領(lǐng)域。3D 打印在飛機(jī)機(jī)翼機(jī)身、發(fā)動機(jī)零件、航空站零件補(bǔ)給、無人機(jī)系統(tǒng)中都有廣發(fā)應(yīng)用,根據(jù)我們測算,未來20 年3D 打印航空發(fā)動機(jī)零部件市場可達(dá)1.25 萬億;Wohlers 預(yù)測,按現(xiàn)在航空航天占3D 打印應(yīng)用占比16%比例不變,2020 年3D 打印在航空航天業(yè)應(yīng)用規(guī)模將達(dá)到 34 億美元。