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3D打印應(yīng)用場景加速推廣,將迎來大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時期

3D打印動態(tài)
2023
07/25
14:45
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來源:中國科技信息

曾幾何時,“3D打印”這一概念席卷著人們生活的每個“角落”,。不過,,由于其受到高昂的成本、不太理想的打印速度,,以及操作難度不小,、生活場景實用性不高等因素的影響,近幾年這項“神奇的技術(shù)”熱度趨于平緩,。

盡管如今3D打印不再那么頻繁地出現(xiàn)在大眾生活當(dāng)中,,但是在國家戰(zhàn)略層面,3D打印技術(shù)有著“舉足輕重”的地位,。


3D打印技術(shù)作為第四次工業(yè)革命的代表之一,,在我國許多行業(yè)中都能夠發(fā)揮作用,。因此,近年來,,我國多部門相繼推出3D打印產(chǎn)業(yè)政策,。從2015年三部委發(fā)布的《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃(2015-2016年)》,3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略層面,;到2021年將3D打印企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)列入“領(lǐng)跑者”重點領(lǐng)域,;再到新型標(biāo)準(zhǔn)體系的建立,3D打印產(chǎn)業(yè)核心區(qū)域江蘇,、廣東,、山東等領(lǐng)先省市不斷推出區(qū)域發(fā)展規(guī)劃與政策措施,促進(jìn)著我國3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,,也推動著3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善,。

那么,我國3D打印技術(shù)如今發(fā)展如何,?產(chǎn)業(yè)局勢該如何把握,?未來將如何助力國家戰(zhàn)略層面發(fā)展?今天,,請跟隨《中國科技信息》一起來走進(jìn)“3D打印技術(shù)”的世界,。

引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)之一
3D打印又稱增材制造,是實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的主攻方向之一,,被視為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)之一,。

或許對很多人來說,“3D打印”這個名字聽起來很直接且熟悉,,但是很少有人深入地去了解它的原理,。實際上,3D打印是快速成型技術(shù)的一種,,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù),,通常需要采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn),。。3D打印存在著許多不同的技術(shù),。3D打印常用材料有尼龍玻纖,、耐用性尼龍材料、石膏材料,、鋁材料,、鈦合金、不銹鋼,、鍍銀,、鍍金,、橡膠類材料。


這項技術(shù)通常在模具制造,、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型,,后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件,。作為科技發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的前沿技術(shù),3D打印具有非常廣闊的前景,。隨著3D打印產(chǎn)品在新場景、新應(yīng)用中的不斷開拓,,全球3D打印產(chǎn)業(yè)整體呈持續(xù)增長態(tài)勢,。

在國家戰(zhàn)略發(fā)展層面,3D打印或者說增材制造技術(shù),,作為我國與國際技術(shù)代差最小的尖端制造技術(shù)之一,,對創(chuàng)業(yè)公司而言是成長為全球性大企業(yè)的機(jī)會窗口,也是中國在全球“工業(yè)4.0”浪潮中完成轉(zhuǎn)身的重要契機(jī),。

2027年有望突破千億元大關(guān)
那么,,相比傳統(tǒng)制造模式,3D打印這項技術(shù)都具有哪些優(yōu)勢呢,?首先,,3D打印可以實現(xiàn)復(fù)雜零部件一次成型,,同時也能夠優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu),,實現(xiàn)輕量化,進(jìn)而實現(xiàn)降本,。此外,,3D打印逐層堆疊的特點可以減少原材料的浪費,較大程度提升了原料利用率,,從而降低核心零部件的制造成本,。不僅如此,它還可以縮短“設(shè)計-驗證-生產(chǎn)”全流程周期,,提高產(chǎn)品制造效率,。

在雙碳目標(biāo)提出的背景下,3D打印能很好的減少制造行業(yè)所生產(chǎn)的廢棄物,、二氧化碳等排放,,加之當(dāng)前輕量化的推出,有利于3D行業(yè)在汽車,、飛機(jī)等方面的應(yīng)用,。工程師和設(shè)計師將在產(chǎn)品的整個生命周期中重新思考設(shè)計,以實現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)一體化,,通過生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的輕量化零件來減少材料消耗和浪費,,從而進(jìn)一步減輕車輛和飛機(jī)的重量,,提高燃油效率,從而減少溫室氣體排放和能源消耗,,而且,,隨著越來越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣a(chǎn),而不是通過在遙遠(yuǎn)的地方運輸貨物來交付,,運輸將大大減少,,從而進(jìn)一步降低成本、能耗,、廢物和排放,。

如此多方面的優(yōu)勢,讓3D打印受到各級政府的高度重視和國家產(chǎn)業(yè)政策的重點支持,�,!笆晃濉睍r期,提出重點發(fā)展高性能結(jié)構(gòu)材料,、納米材料,、環(huán)保節(jié)能材料等產(chǎn)業(yè)群,建立和完善新材料創(chuàng)新體系,;“十二五”時期,,提出重點發(fā)展新型功能材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料,、高性能纖維及其復(fù)合材料,、共性基礎(chǔ)材料;“十三五”時期,,增材制造首次出現(xiàn)在“五年規(guī)劃”,;到“十四五”時期,提出聚焦新材料,、綠色環(huán)保等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。

而在實際生產(chǎn)中,我國3D打印/增材制造產(chǎn)業(yè)正在加速推廣,,已應(yīng)用于航空航天,、汽車、醫(yī)藥等39個行業(yè)大類,,并正在逐步嘗試應(yīng)用于更多領(lǐng)域,。預(yù)計今年我國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模可達(dá)400億元左右,,2027年有望突破千億元大關(guān),。


盡管我國3D打印技術(shù)行業(yè)發(fā)展相比歐美發(fā)達(dá)地區(qū)國家起步較晚,產(chǎn)業(yè)還不成熟,但是在產(chǎn)品設(shè)計,、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn),、個性化服務(wù)方面已顯示出其獨特的優(yōu)勢,因此,,我國充分認(rèn)識到智能制造,、數(shù)字化制造對我國的深刻影響,加快3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變,。

3D打印數(shù)字化智能生態(tài)系統(tǒng)將顯現(xiàn)
目前,隨著國家層面對我國3D打印材料行業(yè)重視程度的不斷加深,,我國已經(jīng)基本形成了較為成熟的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈條,。資料顯示,3D打印行業(yè)經(jīng)過近四十年發(fā)展,,在全球/我國已成為1000億元/200億元量級的產(chǎn)業(yè),,但在技術(shù)、成本等因素的約束下,,當(dāng)前其制造業(yè)滲透率不足0.1%,,仍處于產(chǎn)業(yè)化前期。

從3D打印行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看,,上游行業(yè)主要包括原材料,、核心硬件以及輔助工具等等;中游主要包括設(shè)備制造廠商和3D打印服務(wù)解決商,;下游行業(yè)主要應(yīng)用于機(jī)械制造,、航空航天、汽車,、醫(yī)療,、教育,、軍事,、文化等等,特殊應(yīng)用主要包括生物,、食品,、建筑、人像打印等等,。

預(yù)計未來十年,,全球3D打印產(chǎn)業(yè)將仍處于高速增長期,而中國在不斷突破技術(shù)壁壘的過程中,,產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長,,進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化時期。在航空航天、汽車,、航海,、核工業(yè)以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)饘?D打印的需求旺盛,應(yīng)用端呈現(xiàn)快速擴(kuò)展趨勢,。未來,,3D打印技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從簡單的概念模型向功能部件直接制造方向發(fā)展,行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
具體而言,,專家認(rèn)為3D打印將會逐漸形成完整的數(shù)字化智能生態(tài)系統(tǒng),,并擁有健全的知識產(chǎn)權(quán)。3D打印基于中央大腦控制,,以云端的動態(tài)數(shù)據(jù)流,、流程制造的可追溯性、過程質(zhì)量智能控制,、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)性等各種優(yōu)勢,,有望在智能制造中發(fā)揮更大的價值,并在重點行業(yè)快速突破成為主流生產(chǎn)方式,,引領(lǐng)生產(chǎn)制造進(jìn)入社會化,、定制化、分布式化的新時代,。



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