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3D打印来袭 源头创新不足或成瓶颈

发表于:2019-08-13 10:54 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  近几个月来,3D打印确实热潮涌动。首先是资本市场,炒作一浪接一浪,一旦具备相关概念,股价往往都有亮眼表现,有些甚至出现连续涨停;另一方面,各路媒体也不惜版面报道。

  这项技术也被英国的《经济学人》评价为,将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。美国政府将人工智能、3D打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱,3D打印是第一个得到政府扶持的产业。

  1月30日一大早,从事3D打印的维示泰克公司副总李志洪开车上班。电台里陆续传来的声音,让他这个业内人士也感到吃惊:一档民生节目正在讲述3D打印如何改变生活,而另一档经济类节目也在探讨疯狂的3D打印概念股。

  实在是没想到,3D打印这么火!李志洪略带自豪地向记者描述。

图为深圳维示泰克公司用3D打印机打印出来的部分成品

  近几个月来,3D打印确实热潮涌动。首先是资本市场,炒作一浪接一浪,一旦具备相关概念,股价往往都有亮眼表现,有些甚至出现连续涨停;另一方面,各路媒体也不惜版面,3D打印机悄然取代美女明星,登上诸多杂志封面。

  这项技术也被英国的《经济学人》评价为,将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。美国政府将人工智能、3D打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱,3D打印是第一个得到政府扶持的产业。

  那么,3D打印究竟是什么?深圳本土企业处于什么水平?也有不少评论认为,3D打印还停留在概念,短期难以商业化,果真如此吗?它对传统产品开发和制造有哪些推进作用?

  3D打印走近日常生活

  维示泰克公司总部位于南山区留学生创业大厦。走进门,一个透明的玻璃橱柜展示了3D打印的神奇:泰然自若的动漫人物、可以喝水的茶杯、眼镜框、iphone手机镂空保护壳、DIY象棋等等;再往里走,一名工作人员正在拼装分块打印出来的足球。

  记者看到,在维示泰克公司,几乎每个研发人员的桌面上都摆放着一台40厘米见方的3D打印机,高度类似咖啡机,只要轻轻按下打印键,打印机发出滋滋的响声,再过上几个小时,它们就会吐出各式各样的稀奇玩意。

  这是一台维示泰克自己研发的3D打印机,获得多项国家专利。它一头连接着电脑,另一边一个线材卷不断为它输入墨水,打印机将它们融化后,从喷头挤出变成流质的原料。

  这种打印机运用的是熔融挤出技术(FDM),也是多项3D打印技术中成本最低、普及率最高的,每小时可以打印出10立方厘米的物体,适合个人和小规模样件、对精度要求不高的制造,主要运用于大众生活领域,或者为设计师们服务,售价在3000元~10000元不等。

  3D打印技术,实际上是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造。李志洪向记者介绍,基于这种技术的3D打印机在内部装有各种不同材质的打印材料,通过电脑控制把打印材料层层叠加,最终把计算机上的三维蓝图变成实物。

  听起来很玄乎,但外界普遍预测,随着3D打印技术的发展,它已像10多年前的互联网技术,开始与人们生活的各个方面嫁接包括医疗、教育、动漫、装饰品、文化创意、个性化定制等方面,都有很大的市场潜力。2013年,有望在民用领域率先发力。

  医疗护理与每个人的生命息息相关,这也是受到影响最为明显的行业之一。维示泰克最近就接到不少来自北京某医院的牙托订单,他们根据对方发来的患者牙床的三维图形,打印出适合于不同病人的牙托。或许有人疑问,工程塑料恐怕不符合口腔卫生要求。李志洪告诉记者,他们采用的是聚乳酸(PLA)材料,原料从玉米淀粉中提取,无污染、可降解,达到食用标准。

  放眼全球,3D领域的新闻不绝于耳,更加让人震惊!李志洪说,目前国外已有医院利用这项技术能够实现快速制造出与病人需求一致的关节、骨头。3D打印版的关节和骨头正在帮助数万名病人正常行走。罕见的脑外科手术前,可扫描病人头颅并打印出来,针对病源进行诊断,从而提高手术成功率。他认为,与国外相比,国内3D打印产业还有很大差距。

  记者还了解到,目前在国内的北京、西安已开设3D照相馆,只要掏上千元,就可以拥有一个和自己真人一模一样的缩小版3D人像。日本一家公司最近还推出了Baby复原服务:只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片,便可打印出一个肚子里的婴儿模型作为纪念。

  3D打印走入家庭,也成为不可逆转的趋势。在不久前的CES电子展上,全球3D打印机制造巨头3DSystem推出第二代消费型3D打印机,相比第一代产品,打印速度提高了2倍,于1月21日正式开始向预订用户发货,售价为1299美元。

在工业领域锋芒初露

  3D打印不仅与普通人越走越近,如今也正在加速进入制造业。1月31日,在深圳市大业激光成型技术有限公司,记者见到了另一种级别的3D打印机工业级的激光打印机。

  大业激光的办公区域内,放置着一台两米多高的机器,比起桌面级的3D打印机,它显然是一个庞然大物。透过玻璃,你可以看到一块约0.5米的长方形白板上,一束橘红色的激光来回扫描,扫过后的区域颜色瞬间变深。一旁的工控电脑上,显示着这个工业零部件的三维立体图形。

  该公司总经理陈烜向记者介绍了打印机的工作原理它相当于无数次累加横截面,就像是在刷墙,每次涂上厚度为不到0.1mm的粉末,激光扫过需要打印的区域,该区域的粉体瞬间被高温凝固,同时下一薄层再被激光定形,前后两个薄层实现无缝连接,如此循环往复,最终成形的固体实物与三维立体图完全一致。

  陈烜介绍,这台机器运用的是选择性激光烧结(SLS)技术,能快速地制造出模型或者塑胶零件,应用在数码电子、通讯、医疗器械、汽车组建等工业品行业。相比其他技术,它打印出的产品更加精密,更适合复杂的生产工艺,打印幅度也比桌面级的大出不少。

  对于工业制造企业而言,这种打印有什么意义?他介绍说,由于不需要加工机床和模具,它打印出成品,时间和成本只有传统加工方法的10%~30%。一方面能够第一时间为工业设计师准确表达设计思想和产品功能;另一方面,传统模具价格高昂,几万甚至几十万,开发后发现问题往往损失惨重,这种方式将有助于企业缩短产品设计周期,更快速地反应市场。

  陈烜向记者展示了一个有十几个齿轮的多边仪器,拧动其中某一个轮子,其他数十个轮子随之转动,结构复杂精巧。他告诉记者,依靠传统切削加工模式,这几乎是不可能完成的设计。

深企对未来前景乐观

  由于3D打印技术可以大幅降低新产品推出的成本,减少工业模具开发的时间,因此对制造业类企业有强大的吸引力。相关机构预测,到2015年全球市场规模将超过30亿美元。

  记者昨日向中兴通讯有关部门证实,该公司目前正在采购3D打印产品,年后将有可能投入使用。与此同时,相关人士透露,飞亚达、富士康、比亚迪等知名企业也正在加入使用者的队伍中。

  据了解,在深圳,目前从事3D打印业务的企业刚刚起步,数量不多。尽管目前还存在着一些发展瓶颈,但对于未来前景,他们普遍乐观。

  记者调查了解到,目前深圳从事3D打印的中小企业大致可分为几类:一是过去为国外相关企业提供配套产品,如今转向基础研发工作,能够制造简单的3D打印设备和耗材;二是成为国外3D打印设备的代理商,经销打印设备、成型软件和特种材料;三是专注于应用领域,购买了国内外各类3D打印设备,专门为相关企业的研发、生产提供服务。

  我们庆幸选择这一行业,对未来的发展态势非常乐观。尽管2011年才成立,维示泰克已是深圳最早从事3D打印业务的企业之一。李志洪告诉记者, 2011年,他们参加国内外展会赢得了很多关注,但几乎没有销售额;2012年,其打印设备、耗材都突破了1000万元,目前的营业额仍保持平均每月环比50%的增长。

  大业激光的陈烜同样很有信心,准确说来,他的公司是去年成立,仅设备购置这一块,已花费数百万元。他告诉记者,按照计划,2013年就有望实现盈亏平衡。

  而作为国外3D打印设备代理,深圳市普立得科技有限公司的生意近日也是出奇的好,该公司工程师李海军告诉记者,其公司高层年前一直在各地出差,现正在与几家大型制造企业洽谈合作。

  对3D打印行业的乐观情绪,绝不仅仅局限于这些中小企业。一些上市企业也表示有意进军这一市场。如近期在资本市场表现抢眼的深圳惠程日前宣布,公司有意凭借材料优势进军航空航天3D打印市场。此外,光韵达、大族激光等深企也因涉及3D打印概念,被资本市场热捧。

源头创新不足或成瓶颈

  有前景也有隐忧。业内人士指出,尽管深圳3D打印企业已有部分实现自主制造,但相对而言还比较低端。由于缺乏高校、科研机构的有效对接,上游技术缺乏成为普遍问题,源头创新不足或成未来制约行业发展的瓶颈。

  采访中,一家企业负责人告诉记者, 3D打印产业上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术, 这方面的综合人才非常难得,需要招聘各种专业人才到企业后专门培训;另一方面,上游技术的缺乏,使得企业在加工流程稳定性、工件材料生成和处理等具体环节存在缺陷,难以完全满足产品制造的需求。

  我国在3D打印方面起步较晚,在源头技术方面与美国差距明显。他介绍,目前3D打印产业巨头美国3Dsystems、stratasys 等公司,每年都投入1000多万美元研发新技术,研发投入占销售收入的10%左右。这两家公司不仅研发设备、材料和软件,而且以签约开发、直接购买等方式,获得了大量企业外部的相关细分技术、专利,构成了技术壁垒。而国内在西安、武汉等地,由于高校强大的科研实力,在某一领域走在了世界前列。

  材料供给更是国内全行业的瓶颈。参加过国内外多次展会、研讨会的李志洪向记者介绍,由于3D打印技术目前总体并不成熟,国内生产3D打印材料的企业极少,很多金属材料更是依赖进口。

  此外,记者采访时发现大部分企业不太了解深圳还有其他同行,也没有行业协会一类的组织,目前,深圳的相关企业还处于单打独斗的初步发展阶段。

  希望政府相关部门能够引导工,利用平台加强研讨和交流。深圳市普立得科技有限公司工程师李海军表示。

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