3D列印行業發展方向及應用領域分析

3D打印行業發展方向及應用領域分析

3D打印是三維快速成型打印,是快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。

在新思界發佈的《2017-2021年3D打印行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》中,描述了未來3D打印行業發展方向及應用領域:

1、激光金屬3D打印領域快速發展,應用端空間漸打開

激光金屬3D打印被稱為“3D打印王冠上的明珠”,是門檻最高、前景最好、最前沿的技術之一。2015-2016年,全球激光金屬3D打印機銷量保持兩位數增長,是工業級3D打印領域逆勢上漲的一朵“奇葩”。在汽車製造、航空航天等高精尖領域,有些零部件形狀複雜、價格昂貴,傳統鑄造鍛造工藝生產不出來或損耗較大,而激光金屬3D打印則能快速製造出滿足要求、重量較輕的產品。2015年11月,奧迪公司使用金屬3D打印技術按照1:2的比例製造出了Auto Union(奧迪前身)在1936年推出的C版賽車的所有金屬部件;2016年9月,GE斥資14億美元收購了瑞典Arcam公司和德國SLM Solutions集團兩大金屬3D打印巨頭,加快佈局3D打印航空發動機零部件業務。此外,醫療器械、核電、造船等領域對金屬3D打印的需求也十分旺盛,應用端市場正逐漸打開。

2、產品生產方式加速變革,“整”“分”製造攜手共進

3D打印是工業4.0時代最具發展前景的先進製造技術之一,它從兩個方面改變了產品的生產方式。一方面,傳統制造業以“全球採購、分工協作”為主要特徵,產品的不同部件往往在不同的地方進行生產,再運到同一地方進行組裝。而3D打印則是“整體制造、一次成型”,省去了物流環節,節約了時間和成本。另一方面,傳統制造業以生產線為核心、以工廠為主要載體,生產設備高度集中。而3D打印則體現了以大數據、雲計算、物聯網、移動互聯網為代表的新一代信息技術與製造業的融合,生產設備分散在各地,實現了分佈式製造,從而省去了倉儲環節。“整體制造”和“分佈式製造”在字義上看似矛盾,在3D打印技術上則實現了統一,前者強調生產過程,後者強調生產行為,共同推動著產品生產方式的變革。

3、成型尺寸向兩邊延伸,大小產品顛覆想象

一方面往“大”處跨,從小飾品、鞋子、傢俱到建築,尺寸不斷被刷新,特別是汽車製造、航空航天等領域對大尺寸精密構件的需求較大,如2016年珠海航展上西安鉑力特公司展示的一款3D打印航空發動機中空葉片,總高度達933mm。另一方面向“小”處走,可達到微米納米水平,在強度硬度不變的情況下,大大減輕產品的體積和重量,如哈佛大學和伊利諾伊大學的研究員3D打印出比沙粒還小的納米級鋰電池,其能夠提供的能量卻不少於一塊普通的手機電池。

4、材料瓶頸待攻克,“質”“量”趨升“價”趨降

3D打印材料是3D打印技術發展不可或缺的物質基礎,也是當前制約3D打印產業化的關鍵因素。近年來,隨著3D打印需求的增加,3D打印材料種類得到了迅速拓展,主要包括高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料等三大類。但與傳統材料相比,3D打印材料種類依然偏少。以金屬3D打印為例,可用材料僅有不鏽鋼、鈦合金、鋁合金等為數不多的幾種。另外,3D打印對材料的形態也有著嚴格的要求,一般為粉末狀、絲狀、液體狀等,相比普通材料價格比較昂貴,根本無法滿足個人與工業化生產的需要。足夠多“買得起”的材料才能為技術的發展提供足夠多的選擇空間、為應用的擴展提供足夠多的想象空間。

新思界產業研究分析師認為:未來,3D打印材料將成為研究開發的焦點、資本湧入的風口,材料種類、形態將得到進一步拓展,價格下降可期,精度、強度、穩定性、安全性也更加有保障。


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