匹配需求是3D打印實(shí)現(xiàn)大規(guī)模落地的關(guān)鍵一環(huán)
目前,3D打印技術(shù)還處于發(fā)展過(guò)渡階段,尚未做到真正的大批量生產(chǎn)。但把3D打印技術(shù)發(fā)展成為工業(yè)化生產(chǎn)的一種主要手段,是行業(yè)的一個(gè)目標(biāo)。有效地與終端制造業(yè)達(dá)成需求匹配將成為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。突破了這一環(huán),3D打印技術(shù)才有望迎來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)代。
3D打印技術(shù)是一種增材制造技術(shù),由ASTM定義為“基于三維模型,通過(guò)材料的逐漸累積,通常是逐層堆積,來(lái)制造物件的技術(shù)”。可以通過(guò)與傳統(tǒng)制造業(yè)的減材制造對(duì)比來(lái)理解增材制造:減材制造先由一塊大料(如木頭、金屬等),然后通過(guò)切削或其他手段,最終留下所要的形狀。與之相反,增材制造技術(shù)則先從液體或粉末等原材料出發(fā),利用不同的能量源,將原材料逐層打印成三維實(shí)體。3D打印也是一種數(shù)字化成型技術(shù),在三維軟件完成設(shè)計(jì)建模之后,直接轉(zhuǎn)化為實(shí)體,過(guò)程中不需要任何模具。
最早成立的三家3D打印公司也是目前全球最大的三家3D打印技術(shù)的供應(yīng)商。1984年美國(guó)人查爾斯·胡爾發(fā)明了 SLA,即光固化成型技術(shù)。胡爾在1986年成立了3DSystems公司。1988年美國(guó)人斯科特克倫普發(fā)明了FDM,即熔融沉積成型技術(shù)。他在1989年成立了Stratasys公司。1989年美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的CarlDechard發(fā)明了SLS,即選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。同年,德國(guó)EOS公司成立。
早期的3D打印局限于塑料打印。一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在上世紀(jì)90年代中期,針對(duì)金屬燒結(jié)或金屬熔化技術(shù)的增材制造的出現(xiàn)。EOS在1995年推出了全球第一套商業(yè)化的金屬3D打印設(shè)備,能夠直接制造出金屬件,使得3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍瞬間拓展。雖然當(dāng)時(shí)可用的金屬材料很少,但從那時(shí)起,3D打印技術(shù)開(kāi)始慢慢拓展到不同行業(yè)。
對(duì)前沿技術(shù)比較感興趣的行業(yè),比如航空航天,最早開(kāi)始嘗試這項(xiàng)技術(shù)。比如波音認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)可以打破一些傳統(tǒng)加工的限制,實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。由于飛機(jī)的零部件材料需要耐高溫,波音當(dāng)時(shí)投資了一筆資金研發(fā)適用材料。
這些年來(lái),隨著材料的多樣化,打印速度、打印尺寸,精度等方面的提升,都在持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。現(xiàn)在看來(lái),3D打印技術(shù)還在過(guò)渡中,沒(méi)有做到真正的大批量生產(chǎn)。但把3D打印技術(shù)發(fā)展成為工業(yè)化生產(chǎn)的一種主要手段,是行業(yè)的一個(gè)目標(biāo)。
值得注意的是,由于3D打印技術(shù)還比較新,對(duì)于不同級(jí)別的3D打印技術(shù)的區(qū)分還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一些市場(chǎng)調(diào)研有一些初步區(qū)分,比如按設(shè)備價(jià)值金額。有一份報(bào)告將設(shè)備分為三類(lèi),消費(fèi)級(jí)、專(zhuān)業(yè)級(jí)和工業(yè)級(jí),超過(guò)5萬(wàn)美金是工業(yè)級(jí)。但這樣的區(qū)分仍然粗略,售價(jià)超過(guò)5萬(wàn)美金的設(shè)備中,產(chǎn)品跨度也很大。比如EOS的設(shè)備售價(jià)就超過(guò)5萬(wàn)美金10倍以上,金屬機(jī)平均是500萬(wàn)元人民幣,塑料機(jī)也有不同尺寸,售價(jià)在300萬(wàn)-800萬(wàn)元人民幣之間。
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