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3D打印未来:可能无孔不入 无处不在

导读: 以3D打印技术为代表的数字化制造模式,曾被《经济学人》杂志认为是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”,近年来在全球持续升温、热潮频袭。3D打印与传统制造方式不同的特性,及其理论上“无孔不入”的打印可能,触动了科技界、产业界的敏感神经。

  以3D打印技术为代表的数字化制造模式,曾被《经济学人》杂志认为是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”,近年来在全球持续升温、热潮频袭。3D打印与传统制造方式不同的特性,及其理论上“无孔不入”的打印可能,触动了科技界、产业界的敏感神经。

  然而,这一制造技术是否真如设想中那么美好?我国与世界先进水平有哪些差距?产业前景又在哪里?热闹之后,还需深思。

  5月29日—31日,2013世界3D打印技术产业大会在北京召开,再一次把这些问题推向前台。

  应用

  无法替代传统制造方式,成本、材料因素限制市场

  3D打印上世纪80年代诞生于美国,学名是“增材制造”,是将材料一次性熔聚成型的制造方式,与传统对原材料进行切削等的“减材制造”方法相反。

  “与盖楼过程一样,3D打印也是从地基建起,通过打印材料的层层叠加,最终形成一个完整的立体物品。”华中科技大学材料科学与工程学院教授史玉升说,理论上,塑料、金属、陶瓷、沙子等材料做成粉状物后都可以用作打印的“墨水”。

  新产品在实际制造成型后,可能与原设计有出入,因此量产前常常需要样品验证,3D打印正好发挥了其在单件或小批量生产上的优势。另外,3D打印在高端尤其是复杂零件加工上有较大潜力。传统制造方法需要经过开模具、铸造或锻造以及精加工,费时费料。而3D打印的一次成型技术,能够打印出设计好的复杂结构,节约了材料,降低了零部件的研制周期和成本。

  “有一家铸造企业用选择性激光烧结3D打印机,将复杂铸件的交货期由传统的3个月缩短到了10天左右,”史玉升举例说,“还有某发动机制造商采用这样的设备,把大型六缸柴油发动机缸盖砂芯的研制周期,由过去的5个月缩短至1周左右。”

  速度快、省材料、能轻松应对结构复杂的产品……既然身兼种种特长,3D打印技术已诞生30多年,为什么一直没发展起来?

  中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军认为,关键在于3D打印技术对传统制造技术的替代作用不强。虽然在部分产品的小批量生产和模具生产上颇有优势,但在大批量生产上,3D打印的速度和成本其实都比不过传统制造方式。打印材料品种的单一和昂贵的成本,使其局限于对价格敏感度不高的产品,市场应用领域有限。

  “3D打印技术只是传统制造业的补充。”史玉升表示。罗军也认为,3D打印技术擅长解决个性化、复杂化、高难度的生产技术,而传统制造业擅长批量化、规模化和精益化的生产,两者是互补关系,“不是谁替代谁的问题”。

  在罗军看来,3D打印技术没得到大发展的另一个原因在于,国内3D行业“小而散”的局面影响了产业的推广。因此,去年10月15日,中国3D打印技术产业联盟成立,集合了国内40多家从事3D打印的企业和科研单位。罗军希望通过联盟形成合力,以行业抱团发展模式逐步打开市场。

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