3D打印是以數(shù)字模型為基礎(chǔ),,將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù),實現(xiàn)了制造方式從等材,、減材到增材的重大轉(zhuǎn)變,,改變了傳統(tǒng)制造的理念和模式,。賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長左世全在匯報中指出,,美國率先將增材制造產(chǎn)業(yè)上升到國家戰(zhàn)略發(fā)展高度,,歐盟注重發(fā)展金屬增材制造技術(shù),俄羅斯在激光領(lǐng)域具備技術(shù)優(yōu)勢,,我國政府也發(fā)布了一系列相關(guān)政策,,關(guān)鍵技術(shù)不斷突破,,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
據(jù)盧秉恒介紹,,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)實施了“開放式制造項目”,推動3D打印成為國防制造領(lǐng)域的主流技術(shù),,美國海軍在2016年成功測試了首個使用3D打印的導(dǎo)彈部件,;美國國家增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)(現(xiàn)名“美國制造”)發(fā)布“增材制造技術(shù)線路圖”,將設(shè)計,、材料,、工藝,、價值鏈和增材制造基因組設(shè)定為關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,美國航天發(fā)動機(jī)近1/3的零件采用了增材制造技術(shù),。
在此期間,歐盟“增材制造標(biāo)準(zhǔn)化支持行動”計劃發(fā)布了增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖,空客公司采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了超過1000個飛機(jī)零部件,。俄羅斯托姆斯克理工大學(xué)(TPU)設(shè)計的首枚外殼由3D打印制造的CubeSat納米衛(wèi)星Tomsk—TPU—120被送往國際空間站,,英國南安普頓大學(xué)利用增強(qiáng)型ABS塑料打印出成本僅為數(shù)千美元的小型無人機(jī),,韓國也開展了3D打印創(chuàng)客培訓(xùn)計劃,,積極搶占3D打印的技術(shù)制高點,。
我國早在《中國制造2025》就對3D打印的發(fā)展提出要求,。近期,工信部聯(lián)合國家發(fā)改委,、教育部等十一部門印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020年)》(以下簡稱《行動計劃》),,明確提出到2020年實現(xiàn)五大目標(biāo):一是產(chǎn)業(yè)保持高速發(fā)展,,年均增速在30%以上,,2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過200億元,;二是技術(shù)水平明顯提高,突破100種以上滿足重點行業(yè)需求的工藝裝備,、核心器件及專用材料,;三是行業(yè)應(yīng)用顯著深化,開展100個以上試點示范項目,,在重點制造(航空,、航天、船舶,、核工業(yè),、汽車,、電力裝備,、軌道交通裝備、家電,、模具,、鑄造等)、醫(yī)療,、文化,、教育等四大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,;四是生態(tài)體系基本完善,,形成完整的増材制造產(chǎn)業(yè)鏈,計量,、標(biāo)準(zhǔn),、檢測、認(rèn)證等在內(nèi)的生態(tài)體系基本形成,;五是全球布局初步實現(xiàn),,培育2—3家以上具有較強(qiáng)國際競爭力的龍頭企業(yè),打造2—3個國際知名名牌,,一批裝備,、產(chǎn)品走向國際市場。
左世全指出,,與德,、美等國家相比,我國增材制造產(chǎn)業(yè)尚存在產(chǎn)業(yè)規(guī)�,;潭容^低,,專用材料性能亟需提高,關(guān)鍵裝備和核心器件依賴進(jìn)口,,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,,協(xié)同推進(jìn)機(jī)制有待完善,,應(yīng)用廣度深度有待加強(qiáng)等問題。提高創(chuàng)新能力,、提升供給質(zhì)量,、推進(jìn)示范應(yīng)用、培育龍頭企業(yè),、完善支撐體系將是下一階段的工作重點,。
醫(yī)療、航空,、兵器,,3D打印有哪些重點
3D打印模糊了數(shù)字世界和實體世界的界限,將實體轉(zhuǎn)化為計算機(jī)數(shù)據(jù),,是實現(xiàn)“數(shù)字向?qū)嶓w”轉(zhuǎn)換的重要技術(shù),。左世全指出,從近期看,,3D打印最適用于定制化和及時交付市場的行業(yè),,尤其是小批量、高附加值的航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域的零部件,。
在醫(yī)療領(lǐng)域,,生物3D打印有望帶動醫(yī)療、制藥,、生醫(yī)科研的發(fā)展,。清華大學(xué)機(jī)械工程系教授孫偉指出,生物墨水,、軟件,、裝備的集成研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化研究,代表了生物3D打印的大方向,。下一代生物三維打印機(jī)將提供更多功能(如多噴頭),,市場容量有望在2030年達(dá)到數(shù)十億美元。
在航空領(lǐng)域,,鑫精合激光科技發(fā)展(北京)有限公司執(zhí)行董事李廣生指出,,激光選區(qū)熔化技術(shù)(SLM)、激光修復(fù)等技術(shù)有望在航空航天構(gòu)件和航空發(fā)動機(jī)(裂紋,、葉片等)修復(fù)領(lǐng)域得到應(yīng)用,。他認(rèn)為,更新設(shè)計思想,,結(jié)合傳統(tǒng)工藝,,適應(yīng)快速制造、敏捷制造的要求,,實現(xiàn)應(yīng)用,、修復(fù)與再制造,,是3D打印在航空領(lǐng)域的發(fā)展方向。
除醫(yī)療,、制造以外,,3D打印在兵器領(lǐng)域也存在應(yīng)用空間。中國兵器裝備研究院增材制造技術(shù)中心主任黃聲野指出,,戰(zhàn)場保障,、槍械打印、彈藥打印,、導(dǎo)彈打印等技術(shù)已經(jīng)在美,、俄等國家展開研究。戰(zhàn)場維修保障需要智能化,、自動化的快速成形系統(tǒng),,彈藥需要柔性、低價,、批量的制造技術(shù),,火炮需要基于新技術(shù)的輕量化設(shè)計。專用設(shè)備與工藝材料,,基礎(chǔ)研究與共性研究,是下一階段的工作重點,。
盧秉恒指出,,增材制造工程科技有六項重點任務(wù):高性能合金構(gòu)件增材制造,復(fù)合材料與復(fù)合結(jié)構(gòu)3D打印,,微納3D打印,,太空3D打印,4D打印和生物3D打印,。他希望到2025年,,3D打印能顯著影響制造業(yè)和各行各業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程,到2035年我國能在3D打印領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)跑,,在大型飛機(jī),、重型運(yùn)載火箭、船舶領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工程化應(yīng)用,,在生物打印領(lǐng)域走向國際前沿,。
來源:中國電子報