3D打印相比于傳統制造工藝對材料處理方式為“減法”的觀(guān)念,3D打印對材料的處理方式為“加法”,是一種通過(guò)分層材料“自下而上”疊加的制造工藝。這項技術(shù)由Charles Hull于1986年在被稱(chēng)為立體光固化(SLA)過(guò)程中開(kāi)發(fā)出來(lái),隨后又發(fā)展出粉末床熔融、熔融沉積成型(FDM)、噴墨印刷和輪廓加工(CC)等相關(guān)技術(shù)。3D打印涉及各種技術(shù)、材料和設備,而技術(shù)作為3D打印發(fā)展過(guò)程中***重要的影響因素之一,是3D打印的核心。經(jīng)過(guò)多年的不斷發(fā)展,3D打印已廣泛應用于不同行業(yè),而相對應的技術(shù)也是種類(lèi)繁多,本文對目前比較常見(jiàn)的3D打印技術(shù)進(jìn)行歸納和分析,并總結出該技術(shù)未來(lái)可能的發(fā)展方向。
3D打印,即快速成型技術(shù)的一種,是在數字化模型文件的基礎上,利用金屬或塑料等可粘結材料,采用分層打印的方法,對物體進(jìn)行結構構造。通常,3D打印都是用數字材料打印機實(shí)現的。主要應用于模具制造、工業(yè)設計等領(lǐng)域,后來(lái)逐漸應用于某些產(chǎn)品的直接制造,并用這種技術(shù)打印了一些零件。這項技術(shù)已經(jīng)在珠寶、鞋業(yè)、工業(yè)設計、建筑、工程和建筑業(yè)、汽車(chē)、航空、牙科和醫療界、教育、地理信息系統、土木工程、槍械等領(lǐng)域得到了應用。
當前,我國3D打印產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期,其產(chǎn)業(yè)鏈的形成主要包括原料加工、設備制造到***終打印應用和服務(wù)三個(gè)環(huán)節?,F已發(fā)展成為銀禧科技(塑料)、瑞熙鈦業(yè)(鈦及鈦合金)、鉑力特(金屬)、飛而康(金屬)、華曙高科(尼龍和金屬)、聯(lián)泰科技(樹(shù)脂)、極光爾沃(PLA)、閃鑄科技(ABS和PLA)、金石3D(光敏樹(shù)脂和ABS)、盈普(高分子粉體)、中瑞科技(樹(shù)脂、金屬、尼龍、陶瓷、覆膜砂等)、迅實(shí)科技(光敏樹(shù)脂和光固化蠟)、長(cháng)朗科技(熱塑性塑料)等在國內生產(chǎn)的增材制造材料的代表企業(yè)。
盡管**的3D打印產(chǎn)業(yè)在國家政策的支持下得到了較快的發(fā)展,但工業(yè)化進(jìn)程仍處于起步階段。在**,3D打印的應用主要還停留在研究階段,還沒(méi)有在工業(yè)和個(gè)人消費領(lǐng)域得到大規模推廣。在**3D打印市場(chǎng)開(kāi)發(fā)布局上,地域分布也呈現失衡。**3D打印行業(yè)自2000年進(jìn)入3D打印行業(yè),經(jīng)過(guò)十多年的行業(yè)積累,現已逐步形成以沿海城市為龍頭,以京津地區和以廣東為代表,以華中、西南、東北、西北為支撐點(diǎn)的華東3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心。在這些領(lǐng)域中,華東、華北兩大開(kāi)發(fā)中心占據了國內60%的市場(chǎng)份額,而以京津為代表的華北開(kāi)發(fā)中心在近幾年表現出***趨勢,未來(lái)或成為**3D打印市場(chǎng)的主導。近幾年來(lái),3D打印在我國3D打印市場(chǎng)的應用程度不斷加深,在航空、汽車(chē)、船舶、核工業(yè)、模具等行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應用。2017年至2019年,我國3D打印產(chǎn)業(yè)規模逐年增長(cháng),增長(cháng)速度略快于全球總體增長(cháng)速度,以致我國3D打印產(chǎn)業(yè)在全球的比重不斷上升。與相關(guān)數據保持一致,2019年**3D打印產(chǎn)業(yè)規模約157.5億元,比2018年增長(cháng)31.1%。
根據普華研究院的《**3D打印產(chǎn)業(yè)全景調查與發(fā)展策略研究報告》,2021-2025年,該報告的數據顯示。
3D打印行業(yè)的全球發(fā)展狀況
3D打印技術(shù)***早可以追溯到1976年發(fā)明的噴墨打印機。進(jìn)入80年代后,3D打印在國內外引起了廣泛的關(guān)注,各種3D打印技術(shù)也被應用到許多行業(yè)中并得到發(fā)展。它已經(jīng)涵蓋了制造、醫療、教育、航空航天和軍事等各個(gè)領(lǐng)域。全球3D打印行業(yè)規模在2019年達到119.56億美元,增幅為29.9%,增幅為4.5%。
2018年,美國工業(yè)規模占全球比重為40.4%,德國僅次于美國,**則位居第三。由于3D打印在**起步較晚,近年來(lái),**一直抓緊自主創(chuàng )新與研發(fā),雖然與國外技術(shù)尚有一定差距,但也逐步向精細與專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展。誠然,國內潛在的巨大市場(chǎng)潛力,也吸引了不少?lài)?D打印行業(yè)巨頭的目光和投資,進(jìn)一步推動(dòng)了**3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。