3D打印技術,又叫增材制造技術,也有人稱之為快速成型技術,是按照既定的程序按照層層堆積的方式,構建出一個完整的真實物體。許多媒體和學者評價3D打印評價為繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網(wǎng)之后又一項偉大發(fā)明,視其為推動第三次工業(yè)革命的重要環(huán)節(jié)之一,是精密制造、軟件開發(fā)、材料科學、數(shù)控、模具等技術的集成者。
按照工作原理3D打印可以劃分為不同類型,熔融沉積(FDM)以線性熱熔型材料為主要原料、光固化(SLA/DLP/LCD)以光敏樹脂為主要原料、粉末激光燒結(SLS)以金屬、尼龍、陶瓷等為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成型,無需開模注塑、無需機加工就能呈現(xiàn)設計,而且每個產(chǎn)品的生產(chǎn)成本是固定的。它的難度在于建模,很多行業(yè)沒有將3D打印完全利用起來的原因就在于建模環(huán)節(jié),基于3D打印機工作特性基礎上進行設計會大大提高使用效率。
3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的愛恨情仇
提到3D打印就不得不提傳統(tǒng)制造,很多媒體和企業(yè)為吸引眼球而引用一種觀點,3D打印將全面替代傳統(tǒng)制造業(yè),生產(chǎn)工廠也不再有車間,車床、鉆頭、沖壓、開模、注塑等設備將被淘汰,取而代之的是一臺臺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,不僅對我們個人,對整個社會的推動力都是巨大的,不過現(xiàn)在還是夢囈。
我們要認清3D打印的現(xiàn)狀,一些美好希冀要交給時間、交給科技,理想與現(xiàn)實中間有一道巨大的鴻溝需要逾越。就像結構精密復雜的元器件、多材料的組合體、顏色艷麗的外觀、超大尺寸的部件一體成型等都是3D打印無法達到的,通過3D打印的人體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面,3D打印也有亟待提升的地方。目前3D打印多應用在制造前期的驗證階段,與傳統(tǒng)生產(chǎn)模式形成互補,從時間、成本效率方面對企業(yè)進行優(yōu)化。有朝一日,打印速度和材料實現(xiàn)質的突破,對3D打印將是意義非凡的時刻。
3D打印和傳統(tǒng)制造業(yè)之間是繞不開的愛恨情仇,3D打印個性化定制、復雜結構一體成型的特點,相對于制造業(yè)在驗證階段實現(xiàn)成本優(yōu)化的同時縮短驗證周期。同時傳統(tǒng)生產(chǎn)在大批量生產(chǎn)方面,效率高,平均成本低的優(yōu)勢卻是3D打印無法比擬的。
3D打印應用領域
除了在制造業(yè)能改變生產(chǎn)方式、驗證途徑、供應效率之外,3D打印應用已經(jīng)觸及多個領域。3D打印房子打造街區(qū),滿足貧困人口的居住問題;汽車企業(yè)利用3D打印在零件重量、成本控制發(fā)揮優(yōu)勢,進行高效快速的產(chǎn)品開發(fā)、模具和裝配輔助工作;航空公司利用3D打印飛機發(fā)動機部件;動物保護部門,用3D打印修復有殘缺的鳥喙,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(yè),用 3D打印場景和道具;醫(yī)療上,進行術前規(guī)劃、3D打印牙齒、輔助治療工具;文化產(chǎn)業(yè)中,對文物及藝術品進行還原與修復;通過3D打印提供首飾的定制化服務;建筑領域,打印沙盤和建筑模型等等。
與此同時,3D打印照相館、3D打印創(chuàng)客工作室、3D打印服務工作室也在不斷涌現(xiàn)。
我們可以看出,3D打印行業(yè)在各行各業(yè)蔓延開來的主要原是它并非空中樓閣,而是扎根實際應用,創(chuàng)造的產(chǎn)品實實在在滿足廣大客戶的核心需求。
現(xiàn)在是我們國家工業(yè)轉型的關鍵時期,對3D打印行業(yè)的發(fā)展會有一定推動作用。另外,我們國家也在鼓勵和扶持3D打印行業(yè)的健康發(fā)展,積極推進實施制造強國戰(zhàn)略。在政策上推出《增材制造2025》、《“十三五”先進制造技術領域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等3D打印發(fā)展進行支持。
要認識到,我們的3D打印與發(fā)達國家相比仍然有較大差距,此前,美國推出“制造業(yè)美國(原名為國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡)”計劃,投入大量資金,目的是為了提高對工業(yè)界、學術界、非營利機構、公眾以及整個美國制造業(yè)界對該計劃價值的認識,并強調該計劃對確保美國制造業(yè)未來、提高美國制造業(yè)的競爭力有深遠影響,其中增材制造被確定為首個制造業(yè)創(chuàng)新中心。
我們國家的3D打印產(chǎn)業(yè)仍然處于起步階段,3D打印成長的土壤依然貧瘠,雖然有廣闊的市場作為依托,但要想茁壯成長,需要各種養(yǎng)分的汲取。為這片貧瘠的土地注入營養(yǎng)元素,要在以下方面有所行動:
1. 積極踐行產(chǎn)學研模式、完善人才培養(yǎng)
科技競爭歸根結底是人才的競爭,企業(yè)為人才實踐提供場所,院校為企業(yè)源源不斷輸送高精尖人才,同時企業(yè)對行業(yè)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系,是加強人才的培養(yǎng)的重要部分。
2. 政策支持
行業(yè)發(fā)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(fā)和產(chǎn)業(yè)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(fā)達國家,底層優(yōu)勢的構建決定上層建筑的高度。材料、機械制造、精密加工的進步對整個行業(yè)乃至整個社會的推動作用都是無法估量的。
4. 加強國際交流與合作
加強與歐美等發(fā)達國家的企業(yè)、科研單位、高校之間的交流合作,積極加強優(yōu)秀人才的引入,先進模式的探索,相關標準的學習,鼓勵全球化品牌的打造和多元化經(jīng)營理念,全方位提升我國3D打印的水準。
5. 行業(yè)標準的建立
積極推進行業(yè)技術標準的形成,檢測平臺的搭建,建立技術標準和技術規(guī)范,將3D打印的標準、工藝、環(huán)保、結構、材料、配套軟件等細項納入評價體系,將更有利于促進企業(yè)在技術研發(fā)上的投入。
6. 鼓勵企業(yè)的交流互動
成立權威的行業(yè)協(xié)會或者行業(yè)聯(lián)盟,整合資源,發(fā)揮各企業(yè)的優(yōu)勢,揚長避短,推動行業(yè)技術的整體發(fā)展。
7. 推動產(chǎn)業(yè)融合,加強推廣
選擇優(yōu)秀3D打印與相關產(chǎn)業(yè)成功案例,形成示范效應,進而推進3D打印各行各業(yè)的融入速度,形成共享機制,打造交流平臺。與權威媒體、權威機構加強交流,擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)?;绊懛秶?。
作為3D打印行業(yè)的一份子,弘瑞一直在踐行。每年為數(shù)十場高校、中高職、創(chuàng)客教育大賽提供技術指導和行業(yè)支持;除教育之外,服務已經(jīng)覆蓋玩具、制鞋、建筑、文物修復還原、醫(yī)療、文化產(chǎn)業(yè)等幾十個行業(yè);堅持每年投入大量資金用于技術突破,并未部分院校學生提供實踐的機會;與三維建模、三維掃描等企業(yè)合作,共同推動產(chǎn)業(yè)融合。
當然了,這些并非一朝一夕就能實現(xiàn)的,需要集腋成裘。3D打印現(xiàn)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(jīng)得住顧客的考驗,經(jīng)受住對手的競爭才能真正成長的平穩(wěn)。遵循政府引導、擁抱市場變化、貼近消費者需求,積極創(chuàng)新,不斷突破,3D打印終會成長為參天大樹。
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