據預測,我國的3D打印市場將在3年內從目前的約10億元人民幣增長到100億元,這將會給“中國制造”轉型、為“中國創造”提供新動力。3D打印技術又稱“三維打印技術”或“快速制造技術”,通過“打印機”里的龐大的材料系統,可以“打印”出真實的物體。其最突出的特點便是無需模具便能成型,直接從計算機圖形數據中生成任何物體的形狀。
今年2月,美國總統奧巴馬在其新任期的首份國情咨文中指出,在重振制造業過程中,將3D打印列為重要發力點;英國權威機構也將3D打印等數字化生產模式列為第三次工業革命的主要內容。3D打印技術瞬時炙手可熱。中國3D打印技術產業聯盟秘書長羅軍預測,我國的3D打印市場將在3年內從目前的約10億元人民幣增長到100億元。
有專家分析認為,3D打印技術將會給“中國制造”轉型、為“中國創造”提供新動力。從某種意義上講,3D打印技術將會加速科技創新,這讓我國長期處于追趕和規模擴張型的工業產業模式看到了改變的希望。受工業技術進步以及勞動力結構變化的影響,近年來“中國制造”的優勢正在減弱,人口紅利正在逐漸衰竭,如何讓“中國制造”轉型“中國創造”成為各方關注的焦點。對于正在尋求產業升級之道的工業等領域,3D打印技術的興起無疑會成為一個突破口。
3D打印開啟一輪數字化制造浪潮
3D打印技術的深層意義在于,它將有可能改變傳統工業格局和大規模生產方式的理念。業界普遍認為,3D打印技術是新的工業革命的關鍵技術之一,我國在這個領域已取得了很大的成績,基本與西方發達國家處于同一水平,大家已經站在同一條起跑線上。
亞洲制造業冠軍聯盟負責人羅百輝表示,濰坊市裝備制造企業有的在國內問鼎行業老大,掌握著市場話語權;有的產品領先國際水準,起著行業“風向標”作用。而3D打印是制造業領域正在迅速發展的一項新興技術,在全球掀起了新一輪數字化制造浪潮,高新區搶抓機遇,率先引進3D打印技術。
如果將3D打印技術運用到武器制造上,產生的威力將是驚人的。在航空工業領域被廣泛使用的金屬鈦,其密度只有鋼鐵的一半,強度卻遠勝于絕大多數合金,通過激光將鈦熔化并一層層噴出飛機的零部件來,無疑將大大提高飛機的制造速度。為此,1985年,在五角大樓主導下,美國秘密開始了鈦合金激光成形技術的研究,這項技術到1992年才公之于眾。
我國于1999年也開始了金屬零件的激光快速成形技術研究,如今已具備使用激光成形技術打印超過12平方米復雜鈦合金構件的技術能力,成為當今世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件制造和應用的國家。3D打印技術的應用,也大大加速了國產尖端戰機的研發進度。在傳統的戰斗機制造流程中,飛機的3D模型設計好后,需要進行長期的投入來制造水壓成型設備,而使用3D打印技術后,零件的成型速度、應用速度得以大幅度提高。
據了解,目前,青島已把3D打印作為重要的戰略性新興產業,研究編制了3D打印產業行動計劃,以該產業為主導的科技園計劃不久后投入使用。此外,珠海、武漢、成都等城市也已開始興建3D打印產業園,并在資金、土地、配套政策上給予支持。
將3D打印技術應用于武器研發領域,其意義主要體現在三個方面:其一,3D打印技術不需要生產模具,能加快新武器研發的進度。其二,3D打印技術可以減少零部件的重量,大大提升武器裝備的性能,這對航空航天領域尤為重要。比如一款零部件,利用3D打印技術,可以將其從原先的900克減少到600克。其三,對遠洋艦隊來說,零部件損傷會導致戰斗力下降,而返回母港檢修又會耽誤時間甚至貽誤戰機,3D打印將使維修受損武器變得十分輕松,技術保障人員可隨時啟動攜帶的3D打印機,直接把所需零部件打印出來,及時予以更換。
未來3D打印技術的路線圖
據悉,工信部正在研究制定3D打印技術路線圖和中長期發展戰略,并推動完善3D打印技術規范和標準制定。科技部也在近期推出了扶持3D打印產業發展的指南,并將設置專用經費支持3D打印技術研究。
隨著3D打印機的普及,中國在產業上的應用將拓寬到航空、汽車、醫療等多個領域。據預測,到2016年中國將超越美國成為全球最大的3D打印機市場。日本有關機構表示,3D打印對于中國企業在金屬模具的制作技術上有很大的幫助和提升,這也將促進中國企業在國際市場上的競爭力越來越強并追趕世界先進水平。中國3D打印技術產業聯盟表示,到2016年,中國3D打印機市場規模將擴大到100億元,是2012年的10倍,中國將超越美國成為全球最大的市場。
目前,在中國市場上熟悉可見的3D打印機絕大多數系歐美產品。近來不斷涌現出的國產3D打印機成為推動產業應用迅速擴大的主要原因。伴隨著大批量生產的工業制成品,會有越來越多的個性化定制產品大行其道。一個以個性化制造為特點的“微制造”時代即將到來,3D打印企業必須搶先抓住這一市場機遇。亞洲制造業冠軍聯盟負責人羅百輝表示,在未來十年甚至更短時間內,大量的家庭會像今天擁有一臺普通打印機一樣,購置一臺可以隨時打印三維實物的3D打印機,足不出戶就能打印出飾品、杯具、玩具、家具等各類用品,這樣的“微制造”,實際上預示了3D打印企業極其廣闊的發展舞臺。