3D打印不会占领你的工厂 2016-04-29 16:59:35 智能制造 制造转型 3D打印 顾问观点

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如果3D打印技术得到广泛应用的话,那么制造业,也许不再需要工厂这种将人力,资金,设备等生产要素大规模集中化的生产方式而转变成为一种以3D打印机为基础的更加灵活的,所需要投入更少的生产方式,那么未来每个人都可以是一家工厂。

——《经济学人》

 

每个人可以是一家工厂?这可能发生吗?如果发生了,身处于传统制造业的中小企业又路在何方?其实,3D打印至今没有想过占领你的工厂,所以,你也不必想太多。原因很简单:当前,较高的技术门槛和成本压力,致使短期内实现大规模的商业化3D打印制造并不现实。而这背后更深层的原因在于整个3D打印产业链的构成还相当不完善。

 

来看当前国内3D打印的产业链,我们不难发现一些问题 :

 

1.材料科学的发展遭遇技术瓶颈,导致打印材料又少又贵

 

3D打印的产业链上游包括精密机械、数控技术、信息技术、材料科学和激光技术等其中,我国目前的基础材料发展水平并不领先,技术瓶颈明显。

 

打印材料种类少

 “3D打印属于增材领域,所以材料发展是3D打印的物质基础,材料发展决定了3D打印的应用范围。”中北大学材料科学与工程学院教授白培康认为。“目前增材制造的材料仅100多种,而传统减材制造、等材制造的材料有数万种,这就导致了3D打印与工业应用的结合面太窄。“因此,基础材料、原材料种类少,很大程度上限制了3D打印的发展。

 

打印材料价格高

此外,除了种类少,高昂的价格同样是3D打印驶入高速路的拦路虎。以目前在3D打印工业应用中使用较多的钛合金材料为例:其一公斤的价格为2000-3000元左右。这意味着做一个20多公斤的零件要花5、6万元,而传统铸造业的成本仅为几分之一。所以,高企的制造成本,也极大地限制了3D打印的发展。

 

2.打印设备不尽成熟,导致打印精度和效率矛盾突出

 

产业链中游主要是3D打印设备的制造生产。现今,我国主要的3D打印设备制造企业大多具有高校背景。但即便在如此贴近科技前沿的情况下,当前3D打印设备的技术水平仍然难以令人满意。高精度就意味着低效率。这主要是由于在3D打印过程中,效率和精度都与层厚密切相关——层厚小,则打印精度高,但同时也意味着低的打印效率。这种效率和精度的相互冲突是由其技术原理导致的,不可能得到根除。至少直到目前为止,3D打印设备的效率和精度之间还无法达到高效的平衡。

 

3.产业发展思路老旧,导致商用进程缓慢

 

通过中美在3D打印技术专利的显示,中国目前主要的专利集中在金属铸造、塑料和粉末加工等传统领域,而美国则在数字控制、计算机处理、医学等领域优势明显。很显然,我们的3D打印技术发展对新兴应用技术领域的探索不足。这导致我们在配套软件开发和应用、数控系统等下游产业比较滞后。

 

现实情况也表明,在美国,3D打印技术已经在新产品开发、生物医疗、航空航天等方面有较多应用,而中国还局限于模具模型、文化创意产品等少数领域。清华大学教授颜永年说,中国3D打印行业依然沿用了传统制造业商业模式的老路——生产设备卖设备,先把设备生产出来、推销出去,而不管市场和用户的需求。

 

因此,很明显地,由整个3D打印产业的发展状况所带来的制约,使得3D打印技术在段时间内很难冲击到传统制造业的批量生产。所以说,3D打印至今还没有能力占领你的工厂。

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