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3D打印發展前景廣闊

來源:人民日報 2020-06-30 09:30中投投資咨詢網 A-A+

  為解決疫情防控中應急物資短缺的難題,美國、意大利等國紛紛利用3D打印機生產呼吸機配件、個人防護面罩,甚至還創建了在線論壇,用于政府、醫院、非政府組織發布需求,以及業內人士分享經驗等。3D打印在全球疫情防控中發揮的作用,反映出這項技術普及度的提高和應用領域的擴展。

  3D打印,也稱增材制造,是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實物的新興制造技術。近年來,世界主要國家紛紛加大力度支持3D打印技術,全球3D打印產業高速發展。小到兒童玩具、工藝品,大到飛機、火箭中使用的高度復雜零部件,3D打印機已廣泛應用于諸多領域。2019年,全球3D打印產業規模達120億美元左右,同比增長近30%。

  3D打印產業的快速發展是多方面因素共同推動的結果。一是研發投入的增長使得技術不斷完善,3D打印機功能更強、成本更低、速度更快。2012年起3D打印領域專利申請量快速增長,年增長率超過40%。二是打印材料種類不斷豐富,推動3D打印機應用范圍擴大。3D打印材料主要包括金屬材料、高分子材料和陶瓷材料,其中塑料仍是使用最多的材料,但金屬材料增長很快,2018年使用率提高到了36%左右。金屬材料的廣泛使用帶動了工業級3D打印機銷售的增長,推動3D打印由消費級市場向高端制造市場拓展。三是汽車、電子、航天、醫療、制鞋等行業為了加快產品開發、改進產品性能、提高用戶需求響應速度,積極探索3D打印技術在工業生產中的應用。四是中小學和教育培訓機構設立3D打印相關課程,推動桌面3D打印機在學校、家庭和中小企業中普及。

  3D打印無需開模、一體成型、生產周期短,特別適用于生產及快速交付結構復雜產品、小批量產品,因此被廣泛用于原型制作、定制生產以及復雜零部件制造等領域。不過,3D打印也存在明顯短板:3D打印機售價高、產品制作時間長,不具備規模經濟性,大批量產品的生產成本明顯高于傳統加工方式;打印材料價格較高,種類非常有限,材料強度、加工精度等方面與傳統精密加工方式仍存差距。總體來看,3D打印與傳統制造工藝各有千秋,二者不是替代關系,未來應在各自擅長的領域發揮作用。

  3D打印被視為引領新一輪科技革命和產業變革的核心技術之一,發展前景廣闊。隨著經濟發展和生活水平提高,消費者更加追求個性化的需求,3D打印將與機器人、人工智能等技術一起,提高制造業生產線的柔性化程度,以更低成本生產定制產品,推動制造業生產方式由大規模生產向個性化定制轉變。同時,憑借節約倉儲和物流成本、快速響應本地市場的優勢,3D打印將推動制造業向本地制造模式發展。此外,3D打印教育深入推廣將會推動創客運動的興起,家庭打印機、小型3D打印店更加普及,人們將能夠制造自己設計的產品。未來,隨著3D打印機、材料和后處理技術的發展,3D打印的應用領域將不斷擴大。

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