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3D打印存瓶颈 突破发展需做"减法"
2018-01-19 11:19:22 来源:中国高新技术产业导报 作者: 【 】 浏览:0次 评论:0
  作为一项引领制造业发展的颠覆性技术,增材制造(3D打印)是支撑设计创新、定制化生产、创客创新及众包制造的最适用技术,甚至被誉为是引领第三次工业革命的新兴技术。目前,3D打印技术正在向3D打印制造迈进。

(图片来源:互联网)
  在近日举行的“数字创意,打印未来”3D打印产业创新发展高峰论坛上,华中科技大学教授张海鸥表示,3D打印可望成为“中国制造2025”的标杆成果,此项顶层变革将带来设计、材料、工艺、装备等一系列要素变化,形成新的技术、产业、市场群,促进传统工业转型
 
  尽管如此,但我国3D打印要实现突破性产业化发展,还有很长的路要走。业内人士表示,3D打印产业化发展需要突破生产效率低、材料缺乏、成本高等诸多瓶颈。
 
  2020年规模将超200亿元
 
  “3D打印作为重要的创新动能,对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合等都产生深刻影响,意味着高度灵活的个性化和数字化设计、产品与服务模式的建立。”3D打印数字维创中心姚京在接受记者采访时表示。
 
  姚京介绍说,3D打印目前正在进入全产业覆盖的时代,更呈现出重要趋势。一是把个性化普及到每个人,实现大批量定制化发展;二是3D打印正在向3D打印制造迈进,也就是从过去打印原型,发展到直接制造甚至是直接批量制造阶段。
 
  目前,我国已形成3D打印制造技术的研发力量,在精密制造、医疗、生物医学、建造等领域都将广泛应用。近日,工业和信息化部联合发改委、教育部、公安部、财政部、商务部等11部门印发《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,提出要培育形成从材料、工艺、软件、核心器件到装备的完整增材制造产业链,涵盖计量、标准、检测、认证等在内的增材制造生态体系。建成一批公共服务平台,形成若干产业集聚区。
 
  这对3D打印产业的发展无疑将起到极大的推动作用。根据《计划》,到2020年,增材制造产业年销售收入将超过200亿元,年均增速在30%以上。业内人士表示,根据3D打印目前的市场增速来看,这一目标并不难实现。
 
  材料等瓶颈亟待解决
 
  尽管我国增材制造产业前景广阔,但由于产业处于发展初期,仍有一些制约因素亟待突破。
 
  张海鸥表示,3D打印目前最大的制约因素就是材料创新,“材料成本高、关键材料缺乏是国内3D打印产业必须突破的问题。”
 
  清华大学建筑学院教授、建筑系主任徐卫国也表示,3D打印是一种新的生产方式,但目前用这种方式进行建筑建造在世界范围以内,都处于初步的探索阶段,存在很多瓶颈,其中最重要的问题就是材料问题。虽然通过打印设备,可以实现混凝土打印,但建造一座建筑,混凝土需要达到一定的强度,如何实现混凝土打印,且让其具有承载能力,具有一定的安全性,目前并没有找到合适的解决方案。
 
  致力于研究牙科3D打印的华南理工大学材料科学与工程学院副院长任力表示,国内牙科3D打印发展存在的主要问题也是材料问题,国内关于生物相容性的光固化打印材料比较少,用于口腔内的认证材料基本被国外垄断,同时具有抗菌功能的打印材料国内外研究较少。
 
  此外,任力还表示,设备也是制约3D打印发展的一个重要因素。如3D打印在牙科应用方面,由于高精度牙科打印设备被国外垄断,价格高而且参数封闭。
 
  中国医学科学院生物医学工程研究所教授张其清表示,3D打印在材料和设备方面应在不久的将来都会有非常大的突破,目前还有一个挑战就是3D打印技术不具备规模的经济优势,价格比较昂贵。“未来的发展方向应是降低耗材价格,提高耗材功能,以及打印速度和精度,推进3D打印机小型化、规模经济化发展。”
 
  “3D打印决定了未来产业发展的方向和格局,而当下国家工业4.0的规划重点之一在于材料的研发。材料、软件和设备共同构成3D打印突破性发展的核心要素,亟待高端实验室、科研机构以及行业协会、技术认证以及转移平台的技术、人才与市场支撑。”姚京表示。
 
  突破发展需要做“减法”
 
  “3D打印企业应踏踏实实为一个应用服务,才是其真正出路。”谈及3D打印未来的发展路径,上海普利生机电科技有限公司董事长侯锋表示。
 
  侯锋说,现在做牙齿3D打印的机器有很多,但是3D打印机运行慢,打印价格贵,需要工作人员看守,客户体验并不好。如果将3D打印机进行改进,让其只能打印牙齿,把打印成本降到最低,效率提到最高,而且可以24小时不停地打印,无需人员看守,客户体验做到最好,产业发展自然就会不同。
 
  “现在3D打印机的问题就是搭载了太多的东西,看似什么都可以打印,其实客户体验并不好。所以3D打印首先要做的事情就是‘减法’,做有限个性化的3D打印机,踏踏实实为一个应用服务。同时,用工业手段解决个性化问题。”侯锋表示,“我希望以后所有的3D打印机都是工业4.0流水线上的一个环节,批量生产的设备,24小时无人值守的。这样,3D打印才会变成未来有希望有前途的行业。”
 
  姚京认为,3D打印的发展更需要深度的跨界合作和产业化协同。因此,她建议加强跨领域合作,进行产业深耕,构建企业合作平台,并完善相关政策,大力推动技术成果转化和推广应用。作为产业运营平台,3D打印数字维创中心将致力于促进3D打印为核心的技术成果转化和市场化拓展,形成跨领域合作,加强3D打印在应用领域的拓展,加速产业化进程。
 
  在张海鸥看来,要促进3D打印行业发展还需要提升自主创新能力。他表示,3D打印技术起源于美国,在美国发展较为成熟,另外日本、德国两个国家的3D打印技术发展较好。我国3D打印行业还处于发展初期,与国外相比还有很多差距。“因此我们要引进和学习世界先进的科技成果,更要走前人没有走过的路,努力在自主创新上大有作为,如果只是跟着模仿是没有出路的。”(记者 崔彩凤)
 
  转自:中国高新技术产业导报


 

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