数字化增材制造技术的中国发展机遇分析

2013-04-23 11:14

　　目前，我国增材制造技术还处于产业化初期阶段，发展仍面临诸多挑战，主要表现在：一是产业规模化程度不高。增材制造技术大多还停留在高校及科研机构的实验室内，企业规模普遍较小，研发投入相对较低；二是技术创新体系不健全。创新资源相对分割，标准、试验检测、研发等公共服务平台缺乏，新产品推广应用难，尚未建立起产学研用相结合的技术创新体系；三是产业政策体系尚未完善。为促进增材制造产业发展，应制定前瞻性、一致性、系统性的政策体系，尤其当前正处于产业发展初期，制定实施面向产业化的一系列发展规划和财税政策尤为关键;四是行业管理亟待加强。目前我国增材制造产业处于起步阶段，行业规划、政策、标准对引导行业发展起到非常关键的作用；五是教育和培训制度急需加强。在工程学科的教学缺乏增材制造相关必修环节，职业培训体系缺乏增材制造设备的实训项目，产业部门缺乏创新型人才和熟练技工。

　　从现阶段，3D打印制造的成本构成来看，设备和材料占据主体部分。但二者在随着技术的发展和市场规模的扩大，都存在较大的下降空间；有望在未来带动直接制造成本的下降。

　　设备折旧生产的单位产品的制造成本主要取决于两个方面：1）设备本身的购置成本；2）设备的制造速度。从历史数据来看，商用3D打印设备的销售价格呈现不断下降的趋势。同时，主要的3D打印设备供应商，打印机的销售毛利率仍然保持稳定。我们判断，这是由于技术进步导致制造成本下降，从而引发价格下降。具有较强的稳定性和持续性。

　　就制造速度而言，以激光烧结为例，最初的加工速度大致是6ccm/h，现阶段平均制造速度在11-12ccm/h。而基于超声波焊接（UAM）工艺的3D打印速度可以达到492ccm/h，制造速度的提高带来单位部件制造成本的降低。

　　此外，另一个直接制造成本的重要组成部分来源于打印材料。现阶段，3D打印材料的主要类型是塑料，液态树脂和金属粉末。3Dsystems和Stratasys公司主要供应的前两种材料。从公司材料的销售毛利率来看，近些年，来基本保持在50%以上，就利润空间而言，还有较大的下降空间。

　　就金属材料而言，以3D打印领域使用最为广泛的钛、铝和不锈钢为例。如图5所示，普通金属材料与用于3D打印的金属材料相比存在着巨大的价格差距。而这类3D打印材料的制造成本构成中，比例最大的部分还是普通的基础材料。因此，利润空间巨大。长期来看，价格也存在较大的下降空间。

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