3D打印屬於(yu) 快速成型技術的一種,是以數字模型文件為(wei) 基礎,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造物體(ti) 的技術。英國《經濟學人》雜誌就曾經以“第三次工業(ye) 革命”為(wei) 主題,宣稱3D打印技術即將引發新一輪的“工業(ye) 革命”浪潮,將讓工業(ye) 生產(chan) 進入社會(hui) 製造階段。
東(dong) 莞是製造業(ye) 大市,那麽(me) 東(dong) 莞在3D打印方麵發展的情況如何?企業(ye) 在利用3D打印利用的現狀怎麽(me) 樣?日前,記者就3D打印產(chan) 業(ye) 的原材料生產(chan) 環節、打印機製造環節和應用環節進行了調查並和國內(nei) 外情況進行了對比,並采訪了相關(guan) 專(zhuan) 家,專(zhuan) 家們(men) 認為(wei) ,東(dong) 莞3D打印產(chan) 業(ye) 的出路是利用現有的產(chan) 業(ye) 基礎,推進3D打印技術在製造業(ye) 中的應用。
3D打印材料
打印材料產(chan) 業(ye) 化價(jia) 格下降一半
國內(nei) 外現狀:據廣東(dong) 銀禧科技股份有限公司項目經理李文傑介紹,3D打印材料影響原型的成型速度、精度和物理、化學性能,直接影響到原型的二次應用和用戶對成型工藝設備的選擇。國外新工藝的出現往往與(yu) 新材料的應用有關(guan) 。目前3D打印材料可支持的類型已經比較多,從(cong) 大類上分,可以分成金屬材料和非金屬材料,具體(ti) 的有光固化樹脂、蠟粉、尼龍粉、鋼粉、覆膜塑料、覆膜陶瓷粉、覆膜金屬箔、蠟絲(si) 、ABS絲(si) 等。
在3D打印材料中,目前在國內(nei) 市場上應用比較廣泛的是UV(光敏樹脂)、PA(尼龍)、ABS樹酯、PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮樹脂)等非金屬塑料。
東(dong) 莞現狀:東(dong) 莞目前從(cong) 事3D打印材料研發和生產(chan) 的企業(ye) 包括銀禧科技、聚隆塑膠、意普達材料等。
據李文傑介紹,為(wei) 緊抓3D打印的發展機遇,銀禧科技公司與(yu) 從(cong) 事國內(nei) 3D打印設備的領先團隊—華中科技大學史玉升教授團隊強強合作,將團隊引入公司工作,利用雙方在各自領域的優(you) 勢,加快PA、PEEK、ABS、PP等3D打印設備及材料的產(chan) 業(ye) 化。生產(chan) 的3D打印材料價(jia) 格大大下降,以PA材料為(wei) 例,用於(yu) 3D打印的PA材料國外約800元/千克,高昂的原材料價(jia) 格阻礙了產(chan) 業(ye) 的發展,但該公司研發出來後,材料的價(jia) 格隻有400元/千克,材料的研發成果給企業(ye) 帶來了豐(feng) 厚的利潤,另一方麵也降低了3D打印的生產(chan) 成本,能大大促進3D產(chan) 業(ye) 的發展。
3D打印設備
莞產(chan) 3D打印機4月量產(chan)
國內(nei) 外現狀:李文傑曾對3D打印產(chan) 業(ye) 做了一個(ge) 專(zhuan) 門調研,他發現3D打印的技術種類很多,不同的技術要對應不同的設備。目前,國內(nei) 比較成熟的設備廠商主要有兩(liang) 類,一類是以高校孵化的企業(ye) ,如西安交大盧秉恒院士團隊的陝西恒通智能機器、華中科大史玉升教授團隊的濱湖機電、北航王華明教授團隊的北京隆源、華南理工大學楊永強教授團隊的福斐科技等;另一類是自主研發的企業(ye) ,如紫金立德、湖南華曙和上海聯泰等。
東(dong) 莞現狀:在東(dong) 莞,雖然裝備製造業(ye) 實力雄厚,但3D打印專(zhuan) 機裝備涉及不足。目前隻有中科院自動化所東(dong) 莞研究院和拓斯普達等少數幾家公司生產(chan) 3D打印設備。此外,還有數量眾(zhong) 多的國外3D打印機品牌代理商在東(dong) 莞,如智誠計算機輔助設計東(dong) 莞分公司,主要代理以色列桌麵型3D打印機、Objet30快速成型機等。國內(nei) 與(yu) 3D打印相關(guan) 的企業(ye) 基於(yu) 東(dong) 莞製造業(ye) 的強大基礎而加大了推銷力度,舉(ju) 辦了一係列推廣活動。進一步提高東(dong) 莞各行業(ye) 對3D打印製造的直觀認識。
中科院雲(yun) 計算中心自動化所東(dong) 莞研究院副院長朱鳳華表示,研究院和中科院合作研發的3D打印機市場銷量已經突破100台,今年或將實現量產(chan) 。從(cong) 2010年開始,雲(yun) 計算中心就致力於(yu) 研發3D打印機,目前已經開發出第二代3D打印機。第一代3D打印機為(wei) 熔融沉澱型,第二代為(wei) 數字光處理型,是基於(yu) 數字光處理技術(DLP)的3D打印機,技術處於(yu) 國內(nei) 領先水平。
該院院長助理沈震表示,該院研究的數字光處理3D打印機每小時可以打印3至5厘米,主要是因為(wei) 打印機的軟件是研究院自主研發的,所以價(jia) 格比較便宜,價(jia) 格隻要2萬(wan) 元。該款3D打印機的目標市場主要是有需要的個(ge) 人和小型的設計室。設計室的需求非常大,因為(wei) 3D打印機在將設計師的設想變為(wei) 實物時非常方便。
而位於(yu) 大嶺山的拓斯普達公司是一家致力於(yu) 塑膠領域自動化領域的高端裝備製造商,該公司於(yu) 2013年引入了以熔融堆疊成型為(wei) 主的3D打印機項目。該公司負責3D打印機項目的總監黃向峰教授告訴記者,拓斯普達之所以選擇以塑膠為(wei) 原料,熔融堆疊成型為(wei) 主的3D打印機,主要是因為(wei) 跟公司原有的主業(ye) 跨度不大,還是麵向塑膠客戶。而拓斯普達有2000多個(ge) 客戶,所以銷路不愁,公司的3D打印機銷量應該不是問題。拓斯普達3D打印機預計會(hui) 於(yu) 4月份量產(chan) ,首批100台已經找到客戶。
黃向峰說,拓斯普達的3D打印機擁有一項世界獨創的核心技術,能較好地解決(jue) 桌麵型3D打印產(chan) 品普遍存在的起翹問題。拓斯普達經過不斷創新,在打印體(ti) 積、打印精度、打印速度、打印材料選擇等方麵,不斷地提高現有桌麵型3D打印機的性能水平。
據黃向峰透露,去年以來拓斯普達針對3D打印項目申請了1項PCT國際專(zhuan) 利,3項國家發明,4項實用新型專(zhuan) 利,均獲得受理。未來,拓斯普達將致力於(yu) 改善3D打印機的易用性及易維護性,為(wei) 其在大眾(zhong) 市場的開拓進行革命性的變革。黃向峰預計,隨著3D打印機技術的成熟和耗材的突破,行業(ye) 將會(hui) 迎來新一輪的增長。
3D打印應用
可接受個(ge) 性化定製
國內(nei) 外現狀:目前3D打印技術已經廣泛地應用到了個(ge) 性化消費、汽車零配件製造、國防與(yu) 航空以及生物醫療等方麵,其中值得一提的是生物醫療領域。由於(yu) 生物應用大都是個(ge) 體(ti) 化的,不適合批量生產(chan) ,因此3D打印可用於(yu) 人造骨骼、牙齒、助聽器、假肢等製作,也可以用於(yu) 肝髒等細胞材料的製作。在實驗室測試中,3D打印肝髒已被證明可以支持人體(ti) 骨骼細胞在其中生長,並且其有效性也已經在老鼠和兔子身上得到了驗證。
從(cong) 市場應用份額看,打印技術應用在汽車零配件領域占37%,在消費品領域占18.2%,應用於(yu) 航空航天和國防軍(jun) 工占13.7%,在商業(ye) 機器領域占11.2%,在醫療領域占8.8%,在科研方麵占8.6%。
東(dong) 莞現狀:廣東(dong) (東(dong) 莞)戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 研究中心副主任龔佳勇調研發現,在下遊產(chan) 業(ye) 應用方麵,東(dong) 莞市企業(ye) 早於(yu) 2000年就開始將激光快速成型技術運用於(yu) 產(chan) 品的設計、打樣等生產(chan) 中。逐步形成了以輔助生產(chan) (有部分企業(ye) 用於(yu) 小件產(chan) 品生產(chan) )和激光快速成型應用為(wei) 主的發展態勢。有東(dong) 莞市高科激光快速成型模具有限公司、東(dong) 莞市龍創域科技有限公司、東(dong) 莞市鴻泰快速手板有限公司等近30家企業(ye) ,主要分布在長安、樟木頭、橫瀝等鎮街,激光快速成型設備超過50台,主要以光固化立體(ti) 造型(SLA)和選擇性激光燒結成型(SLS)兩(liang) 種工藝為(wei) 主,以光敏樹脂、一般的塑料材料和ABS材料為(wei) 主,尚未出現金屬打印材料,精度最高達到了0.02毫米(為(wei) 美國進口),最低精度為(wei) 0.25毫米(為(wei) 國產(chan) )。應用涉及玩具、動漫、複雜結構和飾品等領域,企業(ye) 規模普遍較小。#p#分頁標題#e#
記者在唯美陶瓷位於(yu) 高埗的生產(chan) 車間裏看到,有一條3D噴墨打印生產(chan) 線,主要是生產(chan) 有立體(ti) 花紋的瓷磚。一台六通道的3D打印機,做好的瓷磚生胚,顏色潔白,經過皮帶傳(chuan) 動,依次經過打印機的六個(ge) 通道,出來後的瓷磚已經變成深咖啡色,從(cong) 外表看上去,有了像木頭一樣的紋理,仔細一看,還凹凸不平。
該公司研發中心副總監王永強表示,打印機的通道裏全是一排排的噴頭,每排噴頭大約有1000個(ge) ,約7厘米長。一塊瓷磚經過6個(ge) 通道後,表麵就會(hui) 噴出像木頭花紋一樣的圖案。每個(ge) 顏色的深淺和噴射的位置都由技術人員實時設計,然後通過電腦控製,非常精準。
王永強表示,類似的3D噴墨打印機唯美有23台。利用3D噴墨打印生產(chan) ,尤其是在個(ge) 性化小批量定製時,如果沒有3D噴墨打印機,需要壓機、雕刻等程序。要耗費大量的人力和物力,造出來的瓷磚價(jia) 格會(hui) 非常貴,很多消費者是難以接受的。如果3D噴墨打印機製造,成本大概隻會(hui) 增加5%-10%。消費者完全可以接受。
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