3D策略專題研究報告:3D打印引領中國制造業再度崛起
報告結論:
3D打印:站在技術巨人肩上的進步。3D技術是激光技術與計算機三維技術發展的結晶,是60年代末發展起來的激光技術與90年代快速發展的計算機三維技術融合發展的必然結果。根據可用材料類型與物理特性的不同,分別對應著不同的3D打印方式與對應的打印技術。
3D打印并非萬能,或將與傳統制造“互補共榮”。一方面,與傳統制造業相比,3D打印技術最大的特點是制造工藝上“加法”原則,即依據計算機三維圖形設計逐層“堆積”出產品,這樣的生產方式避免了傳統制造業生產過程中原材料的浪費,原材料得到充分的利用。3D技術還能加工傳統制造業難以制造的特別是結構復雜的產品,甚至能夠實現個性化制造。另一方面,3D打印也存在缺點,如3D打印難以進行大規模生產、打印材料受限及打印設備價格昂貴等,決定了3D打印難以完全取代傳統制造業。
美國民用3D打印產業鏈逐漸成熟:在美國3D打印產業中,3DSvstems和StratasVs是最具代表性的企業,也是在3D打印機領域全球領先的兩家公司,產業鏈協同發展成為3D打印產業的主要商業模式。雖然3DSVstems公司和Stratasvs公司業務結構不僅相同,但在產品協同發展方面存在一致的特點,3DSvstems公司除了3D打印設備之外,3D打印服務和3D打印材料的銷售也是公司兩大主要業務,而StratasVs公司更加偏重3D打印設備的銷售,3D打印設備的銷售占公司總營業收入的比重超過80%,3D打印服務也逐漸成為公司營業收入另外的來源。
中國3D打印技術有望后來居上。雖然中國在民用3D打印產業的產業鏈及產品的系列化方面與國外存在一定的差距,但在高端3D打印即高性能難加工的金屬大型復雜構建激光直接制造研發方面中國后來居上。北京航空航天大學王華明教授帶動的研發團隊獨辟蹊徑在國際上首次研發了鈦合金復雜構件的3D打印技術,使得中國領先美國在高端打印方面取得實質性進步,獲得國防科技進步一等獎。王華明教授這一研發成果對中國意義重大,使得中國縮短了高端制造與國外高端裝備制造差距,甚至有可能使得中國高端裝備制造趕上國外高端裝備制造技術的步伐,實現跨越式發展。
軍民“雙輪驅動”提升中國3D打印發展空間。第一個領域是用于個人/家庭娛樂或者兒童智力開發等領域。第二個領域是專用研發領域。主要是針對專業研發特別是從事各種產品的涉及開發從業人員。這些專業人員的研發可以通過3D打印從事原型設計和產品試制。第三個領域應用于個人相對高端的功能性需求領域。這一領域與第一個領域最大的不同點是專業化,而非娛樂化。第四個應用領域主要是直接應用制造業生產過程領域,比如制造高端傳統工藝難以加工的零部件等。這一領域對3D技術要求最高,材料一般是熔點較高的金屬,對應著設備的價格相對高昂。比如加工大飛機的承力結構、起落架甚至發動機、燃氣輪機的葉盤等。
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