4.2、金屬3D打印發(fā)展前景無可限量

 

　　金屬材料由于其高硬度，耐高溫等得天獨(dú)厚的特性，其作為3D打印原材料的發(fā)展空間將會(huì)是巨大的。相較于PVC、陶瓷等材料金屬3D打印所制造出來的產(chǎn)品可以在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，如航天航空、汽車制造、軍工等。產(chǎn)業(yè)鏈下游需求面更加寬廣，使得金屬零部件的3D打印技術(shù)在未來的發(fā)展前景更加被業(yè)界所看好。

 

　　當(dāng)然，金屬3D打印在現(xiàn)階段仍然會(huì)遇到一定的技術(shù)難題。因?yàn)榻饘俚娜埸c(diǎn)相對較高，所以在成品制造的過程中會(huì)有多種物理過程（如金屬固液形態(tài)的轉(zhuǎn)變），熱傳導(dǎo)和表面擴(kuò)散等。為了解決這一系列問題，需要多種制造參數(shù)配合。相較于其他材料的3D打印技術(shù)，金屬零部件快速成型技術(shù)應(yīng)當(dāng)是最為復(fù)雜的。因此，隨著科技的逐步成熟，金屬3D打印技術(shù)進(jìn)步的空間將會(huì)是非常巨大的。

 

　　根據(jù)WohlersAssociates統(tǒng)計(jì)顯示，2012年售價(jià)在5000美元以上的工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備中，按銷售額劃分，占據(jù)市場前三位的分別是光固化31%，F(xiàn)DM材料擠出22%，粉末床熔化21%。

 

　　從另一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析中，能夠更加直觀的反映未來3D打印市場的發(fā)展走向。從3D打印服務(wù)商最想購買的設(shè)備來看，以金屬粉末作為主要耗材的粉末床熔化設(shè)備的需求量超過了整體的一半以上。由此可見，能夠處理難以加工的金屬材料，符合更廣泛市場應(yīng)用的金屬3D打印技術(shù)更加受到市場的青睞。

 

　　4.3、3D打印在我國的發(fā)展前景

 

　　目前，我國3D打印技術(shù)尚處于初期發(fā)展階段。與增材制造技術(shù)發(fā)展最為領(lǐng)先的美國尚有一定的差距。

 

　　影響我國3D打印進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化推廣的問題主要可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。第一，我國尚沒對3D打印行業(yè)建立統(tǒng)一的共性標(biāo)準(zhǔn)。由于使用3D打印技術(shù)制造產(chǎn)品的特點(diǎn)為小批量，個(gè)性化，這就凸顯行業(yè)共性標(biāo)準(zhǔn)的決定性意義。而國內(nèi)目前整個(gè)行業(yè)尚處于一個(gè)整合度較低，比較無序的階段。這大大制約了3D打印在國內(nèi)的大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程；第二，3D打印原材料供給不足已成為制約其在我國發(fā)展的障礙之一。由于增材制造技術(shù)的特殊性，耗材在整個(gè)制造過程中起到了決定性的作用。而我國3D打印耗材主要依賴于國外進(jìn)口，尤其是金屬材料。過高的材料成本可能成為阻礙發(fā)展的原因之一；國內(nèi)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)鏈相對比較成熟，偏低的傳統(tǒng)制造成本，會(huì)大大降低3D打印技術(shù)的性價(jià)比。在一定程度上削弱市場對此技術(shù)的重視程度。

 

　　雖然目前我國3D打印在產(chǎn)業(yè)化的道路上稍落后于世界其他發(fā)達(dá)國家，但是在增材制造技術(shù)的研發(fā)上，我國并沒有遜色于其他國家，甚至在某些領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。特別是在利用選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)制造大型零部件這一技術(shù)上，我國更是走在3D打印技術(shù)發(fā)展最為成熟的美國之前，領(lǐng)先于全球。

 

　　王華明教授所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，憑借“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成型技術(shù)”獲得“2012年度國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”。該項(xiàng)技術(shù)已成功應(yīng)用于我國第二款自主設(shè)計(jì)制造的國產(chǎn)大型客機(jī)C919的零部件制造上。僅需55天便可以在實(shí)驗(yàn)室中打造出C919機(jī)頭的四個(gè)主風(fēng)擋窗框。若向國外公司定制，則需至少兩年以上時(shí)間，且成本也會(huì)相應(yīng)增加許多。并且以此項(xiàng)技術(shù)所打印出的鈦合金零部件很可能大規(guī)模應(yīng)用于我國第四代戰(zhàn)斗機(jī)之上。可見，今后3D打印在國內(nèi)市場的發(fā)展空間將十分龐大。

 

　　史玉升教授所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)是我國較早取得3D打印技術(shù)進(jìn)步成就的團(tuán)隊(duì)。其在2001年憑借“選擇性激光燒結(jié)（SLS）”技術(shù)，榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。并且以“基于粉末床的激光燒結(jié)立體打印”技術(shù)，獲得了2011年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。其團(tuán)隊(duì)打造的1.2米×1.2米工作面的世界最大“立體打印機(jī)”入選兩院院士評選的“2011年中國十大科技進(jìn)展新聞”

 

　　國內(nèi)許多企業(yè)也致力于3D打印設(shè)備的研發(fā)與制造之中。如陜西恒通于1997年研制并銷售國內(nèi)第一臺(tái)光固化快速成型機(jī)，且如今公司已經(jīng)推出售價(jià)不到7000元的個(gè)人3D打印機(jī)；北京隆源在公司設(shè)立當(dāng)年便成功研制了中國第一臺(tái)SLS技術(shù)的快速成型設(shè)備；盈普光電于2007年成功研制出國內(nèi)首臺(tái)直接制造塑膠零件的激光燒結(jié)成型3D打印系統(tǒng)。

 

　　3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展自然也離不開政府的大力支持。國家領(lǐng)導(dǎo)人對于將3D打印設(shè)為國家重大科技項(xiàng)目建議作出重要批示?？萍疾恳矊?D打印編入《國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）》、《國家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南》。不僅如此，各地方政府也于2013年提出了對于支持3D打印發(fā)展的各項(xiàng)規(guī)劃與政策。

 

　　預(yù)計(jì)未來政府將會(huì)進(jìn)一步出臺(tái)一系列利好于3D打印行業(yè)發(fā)展的政策。作為“第三次工業(yè)革命”的代表技術(shù)，3D打印將會(huì)得到更多外界的關(guān)注。