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今日要聞

3D打印在中國:理想豐滿,現實骨感

星之球科技 來源:建築時報2016-01-20 我要評論(0 )   

3D打印行業(ye) 近一兩(liang) 年在國內(nei) 以飛快速度進入人們(men) 的視線,其廣泛的應用令人對其未來的市場空間產(chan) 生無限聯想,甚至被譽為(wei) 是引領第三次工業(ye) 革命的新興(xing) 產(chan) 業(ye) 。國內(nei) 越來越多的企...

       “3D打印”概念在國內正熱。
 
  3D打印行業近一兩年在國內以飛快速度進入人們的視線,其廣泛的應用令人對其未來的市場空間產生無限聯想,甚至被譽為是引領第三次工業革命的新興產業。國內越來越多的企業正積極布局進入3D打印行業。然而,理想與現實之間,總是存在一定的距離。國內3D打印產業與歐洲、美國相比仍然有較大差距。
 
  中國3D打印產業聯盟的一項調查顯示,全球共有200多家3D打印設備生產企業,中國占了一半。全球“3D打印”兩大領軍企業Stratasys與3DSystems證實,中國已成為其全球銷售額增長最快的地區之一。
 
  國內不少展會都把“3D打印”企業奉為座上賓,似乎沒有它站台,主辦方有點難為情。然而,國內耳熟能詳的“3D打印”企業,大多卻因專利或產品檔次等問題被擋在展會門外。
 
  在中國建築業,“山雨欲來風滿樓,黑雲壓城城欲摧”,大有3D打印建築將終結傳統建築業之趨勢。透過表麵升溫,我們需要對“3D打印”作冷思考。
 
  “3D打印”“玩”家多,核心技術短板凸現
 
  “3D打印”引領了製造業的變革,正逐漸改變世界。這聽起來很振奮人心。“3D打印”技術毫無疑問是一項令人稱奇的技術,但它並不神秘。
 
  3D打印機又稱三維打印機,是一種累積製造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種以數字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過打印一層層的粘合材料來製造三維的物體。現階段三維打印機被用來製造產品,以逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中,機器按照程序把產品一層層造出來。
 
  3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統打印機最大的區別在於它使用的“墨水”是實實在在的原材料,堆疊薄層的形式有多種多樣,可用於打印的介質種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。
 
  2013年前後,“3D打印”這個舶來品在中國迅速成為熱詞。上網一看,國內標榜“3D打印”的企業突然冒出很多。然而,有業內資深人士認為,不少企業大多靠模仿、訂購世界主流機型起家,基本沒有核心技術,在精度上更無法與域外發達國家優秀企業的同類產品相比,大多還處在“玩”的階段,離真正在工業設計等領域應用、並使之產業化,還有很長的路要走。
 
  據《解放日報》12月25日報道,Stratasys大中華區總經理汪祥艮日前在接受記者采訪中,用“突飛猛進”來形容近幾年國際上3D打印技術與材料的發展。汪祥艮說:3D打印已跳出設計領域,進入生產領域。在國外,機器人、軍工、航空航天、醫療、汽車等高端製造領域開始大量應用3D打印技術。如寶馬、沃爾沃汽車的組裝模具廣泛使用3D打印產品,可節省90%製造時間。在國內,“3D打印+製造業”呼之欲出,但尚未進入廣泛應用階段。然而,3D打印設備製造領域已出現無序競爭跡象。不少國內3D打印設備製造企業一擁而上、低價競爭。個別企業無一項核心技術。
 
  我們必須力克浮躁,潛心提升核心競爭力,這是當務之急。
 
  “3D打印建築”將徹底顛覆傳統建築行業?
 
  不久前,一則來自意大利的消息透露,世界上最大的3D打印機“三角洲大”(高達12米)問世了,不僅個頭大,最關鍵的是,這台打印機建造房屋成本極低。
 
 
  這台打印機由一個直徑6米的堅固金屬架支撐,旋轉的噴嘴也有攪拌器的功能,可以均勻地打印材料,所用的材料是粘土,然後再用少量的化學添加劑進行結構的加固。此外,這款“巨無霸”造房十分迅速,能夠提供一種非常靈活的建築,這些建築呈鳥巢狀,還能進行組裝。一旦這項技術加以推廣,那麽三維打印房屋將變得越來越普遍。相對於普通建築來說,這款打印機更加適用於廉租房建設和快速建設,所建房屋可以經受住地震、龍卷風和洪水等自然災害的考驗,對於發展中國家的災區救援來說,具有很好的市場前景。
 
  一年前記者曾報道上海一家科技公司用3D打印技術打印10棟完整建築的新聞。記者當時在現場目睹了那些3D打印建築:房子不大,麵積或十來個平方,或二三十個平方,最高不過兩層。牆體呈年輪蛋糕狀結構,由一層層類似混凝土的“油墨”堆疊而成,每層大約2厘米高。這種與眾不同的牆體,是用特殊的“油墨”根據電腦設計圖紙和方案,在現場層層疊加“噴繪”而成。從現場提供的打印現場視頻片段可以看到,一隻巨大噴頭像奶油裱花一樣源源不斷噴出灰色油墨,油墨呈“Z”字形排列,層層疊加,很快便砌起了一堵牆。之後,牆與牆之間還可像搭積木一樣壘起來,再用鋼筋水泥進行二次“打印”灌注,連成一體。
 
  據介紹,這台打印機,高6.6米、寬10米、長32米,底麵占地麵積足有一個籃球場那麽大,高度有三層樓高。這些亮相於世人麵前的3D打印房屋,是在異地打印好後搬運到上海的。
 
  在人們的傳統概念中,油墨總是液體的。其實,3D打印房屋所用的“油墨”是一種經過特殊玻璃纖維強化處理的混凝土材料。這些“油墨”擠出後會很快凝固、不塌落,保證打印機能連續打印。
 
  曾有媒體引用當事人對3D打印房屋的溢美之詞:與傳統建築施工工藝相比,3D打印的建築不但建材質量可靠,還可節約建築材料30%~60%、縮短工期50%~70%、減少人工50%~80%,3D打印的建築至少能使建築成本降低50%以上……。
 
  依據何在?存疑有三:
 
  其一,現在所見的3D打印建築大抵是一些迷你建築物,倘若打高大建築,其主體受力的牆、柱、梁的鋼筋結構的綁紮是萬萬不能被節約的,那樣的話,3D打印機豈不自貶身價,成了通常建築施工使用的混凝土泵車?
 
  其二,如果3D打印建築是采取特定空間預製構件,然後現場拚裝,那麽,現在住建部力推、正在全國各地開花結果的建築工業化,不是比3D打印速度更快、成本更低、更成熟?
 
  其三,據有關知情人士透露,3D打印建築的“油墨”其實都是由優質材料碾軋粉碎後,與特種粘結劑攪拌而成,成本不菲。退一步說,即便“油墨”的基料真可以用碎磚、碎石碾軋粉碎後與粘結劑攪拌合成,工地上哪有那麽多廢碎磚、碎石?何況碾軋的成本也不會低。
 
  業內不少資深人士的看法是:對於“3D打印建築”將徹底顛覆傳統建築行業的觀點不敢苟同。但3D打印在打印曲麵及其複雜的建築裝飾構件方麵,相比傳統工藝,無疑具有巨大的優勢,大有用武之地。
 
 
  市場呼喚相關國標與政策扶持
 
  3D打印業務在國外的發展勢頭十分迅猛。據前瞻產業研究院發布的《2014-2018年中國3D打印產業市場需求與投資潛力分析報告》顯示,2009年全球3D打印市場規模為10.69億美元,此後三年保持在20%以上的速度增長,至2012年市場規模達到22.04億美元。2013年全球3D產業的發展更是突飛猛進,增速達到81.49%,市場規模達40億美元。其中,美國、日本、德國占據了3D打印市場的主導,尤其是美國占據了全球近40%的比重。
 
  國內3D打印技術起步晚。與美國、德國等發達國家相比,中國的3D打印產業仍處於起步階段。國內3D打印應用仍主要停留在科研階段,並未實現在工業及個人消費領域大規模推廣。據中國產業調研網發布的《2015年版中國3D打印市場專題研究分析與發展趨勢預測報告》分析:對標美歐等地發達國家,我國對這項技術重視和規劃不夠。一是主導的技術標準、公共技術平台尚未確立,缺乏產學研一體化機構,技術研發和推廣應用還處於無序狀態;二是產業規模化程度低,產業鏈尚未有效形成,產業整合度較低;三是缺乏市場機製,技術進步主要在國家項目資助下開展,企業的主體作用不明顯;四是教育培訓和社會推廣乏力,3D打印相關課程尚未列入機械、材料、信息技術等工程學科的教學必修課程體係,企業對3D打印技術的前景認識不到位導致產業需求不足。
 
  對於正處於培育推廣階段的中國3D產業而言,政府的重視與政策扶持顯得尤為重要。目前國內已有多省市成立了地方3D打印產業聯盟,並在相關政策中提及要重點發展3D產業。教育部也正在製訂方案,讓3D打印走進學校。但是,3D打印產業多年來缺乏全國性的產業宏觀規劃和引導,沒有一個方向性的指引。不久前,工信部、發改委和財政部明確提出,將“研究製訂增材製造(即3D打印)工藝、裝備、材料、數據接口、產品質量控製與性能評價等行業及國家標準”。業內人士均認為,這一標準的盡快出台,將有助於3D打印技術的推廣應用,避免行業無序競爭。《國家增材製造發展推進計劃(2014-2020年)》,進一步明確了產業的發展方向,並在政策上給予更多的支持,將成為推動3D打印產業發展重要力量,進一步引爆中國的3D打印。
 
  3D打印技術,屬於新一代綠色高端製造業,與智能機器人、人工智能並稱為實現數字化製造的三大關鍵技術。這項技術及其產業發展是全球正在興起新一輪數字化製造浪潮的重要基礎。加快3D打印產業發展,有利於國家在全球科技創新和產業競爭中占領高地,進一步推動我國由“工業大國”向“工業強國”轉變。
 
  3D打印真正在國內普及,並要走向世界的前列,需要有一大批具有核心競爭力的優秀3D打印企業。業內人士呼籲:盡快出台相關國標的同時,需要對3D打印的龍頭企業予以培育,加大研發投入,提供政策優惠,輔助關鍵技術攻克。

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