3D打印技術,又叫增材製造技術,也有人稱之為(wei) 快速成型技術,是按照既定的程序按照層層堆積的方式,構建出一個(ge) 完整的真實物體(ti) 。許多媒體(ti) 和學者評價(jia) 3D打印評價(jia) 為(wei) 繼蒸汽機、電力、互聯網之後又一項偉(wei) 大發明,視其為(wei) 推動第三次工業(ye) 革命的重要環節之一,是精密製造、軟件開發、材料科學、數控、模具等技術的集成者。
按照工作原理3D打印可以劃分為(wei) 不同類型,熔融沉積(FDM)以線性熱熔型材料為(wei) 主要原料、光固化(SLA/DLP/LCD)以光敏樹脂為(wei) 主要原料、粉末激光燒結(SLS)以金屬、尼龍、陶瓷等為(wei) 主要原料以及生物細胞3D打印機等。
3D打印最大的特點是一體(ti) 成型,無需開模注塑、無需機加工就能呈現設計,而且每個(ge) 產(chan) 品的生產(chan) 成本是固定的。它的難度在於(yu) 建模,很多行業(ye) 沒有將3D打印完全利用起來的原因就在於(yu) 建模環節,基於(yu) 3D打印機工作特性基礎上進行設計會(hui) 大大提高使用效率。
3D打印與(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) 的愛恨情仇
提到3D打印就不得不提傳(chuan) 統製造,很多媒體(ti) 和企業(ye) 為(wei) 吸引眼球而引用一種觀點,3D打印將全麵替代傳(chuan) 統製造業(ye) ,生產(chan) 工廠也不再有車間,車床、鑽頭、衝(chong) 壓、開模、注塑等設備將被淘汰,取而代之的是一台台3D打印設備。
不可否認,3D打印理論上可以打印出來需要的任何東(dong) 西,你可以有帥氣的鞋子、精巧的杯子、輕盈的單車。如果真的能做到這樣的話,不僅(jin) 對我們(men) 個(ge) 人,對整個(ge) 社會(hui) 的推動力都是巨大的,不過現在還是夢囈。
我們(men) 要認清3D打印的現狀,一些美好希冀要交給時間、交給科技,理想與(yu) 現實中間有一道巨大的鴻溝需要逾越。就像結構精密複雜的元器件、多材料的組合體(ti) 、顏色豔麗(li) 的外觀、超大尺寸的部件一體(ti) 成型等都是3D打印無法達到的,通過3D打印的人體(ti) 直接接觸的日常用品也缺乏相應的質量檢測手段。除此之外在單一材質方麵,3D打印也有亟待提升的地方。目前3D打印多應用在製造前期的驗證階段,與(yu) 傳(chuan) 統生產(chan) 模式形成互補,從(cong) 時間、成本效率方麵對企業(ye) 進行優(you) 化。有朝一日,打印速度和材料實現質的突破,對3D打印將是意義(yi) 非凡的時刻。
3D打印和傳(chuan) 統製造業(ye) 之間是繞不開的愛恨情仇,3D打印個(ge) 性化定製、複雜結構一體(ti) 成型的特點,相對於(yu) 製造業(ye) 在驗證階段實現成本優(you) 化的同時縮短驗證周期。同時傳(chuan) 統生產(chan) 在大批量生產(chan) 方麵,效率高,平均成本低的優(you) 勢卻是3D打印無法比擬的。
3D打印應用領域
除了在製造業(ye) 能改變生產(chan) 方式、驗證途徑、供應效率之外,3D打印應用已經觸及多個(ge) 領域。3D打印房子打造街區,滿足貧困人口的居住問題;汽車企業(ye) 利用3D打印在零件重量、成本控製發揮優(you) 勢,進行高效快速的產(chan) 品開發、模具和裝配輔助工作;航空公司利用3D打印飛機發動機部件;動物保護部門,用3D打印修複有殘缺的鳥喙,讓其重新獲取捕食能力;餐飲上,將豌豆、蔬菜汁等利用3D打印牛排;電影、動漫行業(ye) ,用 3D打印場景和道具;醫療上,進行術前規劃、3D打印牙齒、輔助治療工具;文化產(chan) 業(ye) 中,對文物及藝術品進行還原與(yu) 修複;通過3D打印提供首飾的定製化服務;建築領域,打印沙盤和建築模型等等。
與(yu) 此同時,3D打印照相館、3D打印創客工作室、3D打印服務工作室也在不斷湧現。
我們(men) 可以看出,3D打印行業(ye) 在各行各業(ye) 蔓延開來的主要原是它並非空中樓閣,而是紮根實際應用,創造的產(chan) 品實實在在滿足廣大客戶的核心需求。
現在是我們(men) 國家工業(ye) 轉型的關(guan) 鍵時期,對3D打印行業(ye) 的發展會(hui) 有一定推動作用。另外,我們(men) 國家也在鼓勵和扶持3D打印行業(ye) 的健康發展,積極推進實施製造強國戰略。在政策上推出《增材製造2025》、《“十三五”先進製造技術領域科技創新專(zhuan) 項規劃》等3D打印發展進行支持。
要認識到,我們(men) 的3D打印與(yu) 發達國家相比仍然有較大差距,此前,美國推出“製造業(ye) 美國(原名為(wei) 國家製造創新網絡)”計劃,投入大量資金,目的是為(wei) 了提高對工業(ye) 界、學術界、非營利機構、公眾(zhong) 以及整個(ge) 美國製造業(ye) 界對該計劃價(jia) 值的認識,並強調該計劃對確保美國製造業(ye) 未來、提高美國製造業(ye) 的競爭(zheng) 力有深遠影響,其中增材製造被確定為(wei) 首個(ge) 製造業(ye) 創新中心。
我們(men) 國家的3D打印產(chan) 業(ye) 仍然處於(yu) 起步階段,3D打印成長的土壤依然貧瘠,雖然有廣闊的市場作為(wei) 依托,但要想茁壯成長,需要各種養(yang) 分的汲取。為(wei) 這片貧瘠的土地注入營養(yang) 元素,要在以下方麵有所行動:
1. 積極踐行產(chan) 學研模式、完善人才培養(yang)
科技競爭(zheng) 歸根結底是人才的競爭(zheng) ,企業(ye) 為(wei) 人才實踐提供場所,院校為(wei) 企業(ye) 源源不斷輸送高精尖人才,同時企業(ye) 對行業(ye) 的洞見又能促進院校學校學科的進步,三者相輔相成,共同進步。
鼓勵更多的院校將3D打印納入學科建設體(ti) 係,是加強人才的培養(yang) 的重要部分。
2. 政策支持
行業(ye) 發展離不開國家支持,針對3D打印的成果轉化項目、理論研究等不斷投入,加大對3D打印技術研發和產(chan) 業(ye) 化的支持力度。
3. 基礎學科的建設
目前3D打印使用的許多精密配件均來自歐美等發達國家,底層優(you) 勢的構建決(jue) 定上層建築的高度。材料、機械製造、精密加工的進步對整個(ge) 行業(ye) 乃至整個(ge) 社會(hui) 的推動作用都是無法估量的。
4. 加強國際交流與(yu) 合作
加強與(yu) 歐美等發達國家的企業(ye) 、科研單位、高校之間的交流合作,積極加強優(you) 秀人才的引入,先進模式的探索,相關(guan) 標準的學習(xi) ,鼓勵全球化品牌的打造和多元化經營理念,全方位提升我國3D打印的水準。
5. 行業(ye) 標準的建立
積極推進行業(ye) 技術標準的形成,檢測平台的搭建,建立技術標準和技術規範,將3D打印的標準、工藝、環保、結構、材料、配套軟件等細項納入評價(jia) 體(ti) 係,將更有利於(yu) 促進企業(ye) 在技術研發上的投入。
6. 鼓勵企業(ye) 的交流互動
成立權威的行業(ye) 協會(hui) 或者行業(ye) 聯盟,整合資源,發揮各企業(ye) 的優(you) 勢,揚長避短,推動行業(ye) 技術的整體(ti) 發展。
7. 推動產(chan) 業(ye) 融合,加強推廣
選擇優(you) 秀3D打印與(yu) 相關(guan) 產(chan) 業(ye) 成功案例,形成示範效應,進而推進3D打印各行各業(ye) 的融入速度,形成共享機製,打造交流平台。與(yu) 權威媒體(ti) 、權威機構加強交流,擴大產(chan) 業(ye) 規模化影響範圍。
作為(wei) 3D打印行業(ye) 的一份子,弘瑞一直在踐行。每年為(wei) 數十場高校、中高職、創客教育大賽提供技術指導和行業(ye) 支持;除教育之外,服務已經覆蓋玩具、製鞋、建築、文物修複還原、醫療、文化產(chan) 業(ye) 等幾十個(ge) 行業(ye) ;堅持每年投入大量資金用於(yu) 技術突破,並未部分院校學生提供實踐的機會(hui) ;與(yu) 三維建模、三維掃描等企業(ye) 合作,共同推動產(chan) 業(ye) 融合。
當然了,這些並非一朝一夕就能實現的,需要集腋成裘。3D打印現在還是一株幼苗,茁壯需要澆水、施肥和細心的照料,更需要狂風暴雨的侵襲才能茁壯成長。在全球化浪潮中,需要經得住顧客的考驗,經受住對手的競爭(zheng) 才能真正成長的平穩。遵循政府引導、擁抱市場變化、貼近消費者需求,積極創新,不斷突破,3D打印終會(hui) 成長為(wei) 參天大樹。
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