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标题: 我国3D打印产业三大短板与五大障碍 [打印本页]

作者: 苗苗 时间: 2016-8-12 14:50
标题: 我国3D打印产业三大短板与五大障碍
众所周知，在世界范围内，3D打印（或称增材制造）技术的应用已经处于“常态化”水平。特别是在某些中高端领域，3D打印技术逐渐得到更加深层次的运用。例如，在航空工业领域，3D打印常被用来制造火箭发射燃烧室，航天器的发动机部件以及小型卫星部件等。

虽然有不少发达国家国内的3D打印产业的发展已经到了较为成熟的地步，但这并不代表其他国家也是如此。其主要原因在于，由于3D打印技术起步于美国，而且不少西方发达国家在早期就开始研究该产业，不仅建立了较为完善的产业发展体系，而且其制造业的发展程度较高，根基较稳。这些先天的条件都为其新型制造技术持续高速的发展奠定了强大的基础。那么，谈到这里，我国目前的3D打印产业出现了哪些问题？又该如何去解决？这些都是值得我们去深刻了解的问题。
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我国3D打印产业三大短板

据中国工程院院士卢秉恒介绍，我国的增材制造研究起步于上世纪90年代中期，国外大规模研究源于80年代中期，这期间大致隔了10年。我国主要集中在工艺技术和设备软件等技术自主开发，。早在2000年，西安交大率先研究利用3D打印技术制造个性化医学内置物，是世界首例。在金属的3D打印方面，我国的研究始于20世纪70年代，在大型飞机的结构件等方面也走在了前面。虽然我国在有些领域方面走在西方发达国家的前面，但总体来看，我国的3D打印还是与之有不小的差距。

首先，我国的3D打印没有原创技术，我们并不掌握这些工艺的原始创新，我们只是做了一些表面上的工艺改进和具体应用领域的发展。3D打印起源于美国，又发展于欧美等发达国家，我们国内大多数都是将这些原创的技术生搬硬套过来，然后做成产品，不过也都只是表面上的修修改改，并没有多少实质性的技术创新或者材料创新。这就导致了整个3D打印产业无论大小企业，之间的产品都是大致相同，因而出现产业发展迟滞的现象。另一方面，我们很多只是做3D打印技术的应用，虽然有很多应用领域还需要开发，但技术上的“无创新”状态将会直接导致应用行业的发展“停滞”。
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其次，我国的3D打印产业薄弱，产业规模太小。据统计，我国供应的设备，占世界总销售量不到10%；相比之下，我国制造业在世界的份额为20%。一环扣一环，这不仅与我国的技术创新发展有关，更重要的就是我国材料产业根基薄弱，直接导致了3D打印技术的应用面积变小，产业规模变小。而且，我国3D打印真正走向市场也是最近几年，还需要经过多年的发展以及探索，才能真正走上开放式发展的道路。

最后，也是最重要的一个问题，我国的3D打印产业没有形成产业链，很多核心器件的供应、高档器件材料、高强度的非金属材料等还需要从国外进口。由于构成实用性工业级3D打印等设备的结构复杂，想要更加优异的设备性能，就必须结合高性能的核心部件，然而这些都是我国国内制造业一直存在的问题。

我国3D打印产业发展五大障碍

目前，航空航天行业已成为3D打印技术的率先受益者，通过使用3D打印技术和快速成型技术，可以降低航天器的生产成本。3D打印通过大量使用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件，从而实现结构的整体化，降低成本和周期，达到“快速反应，无模敏捷制造”的目的。同时，3D打印技术在医学领域的新应用也层出不穷，不仅能够打印医疗模型、医疗器械，还可以根据患者需要打印出相应的器官，精准指导手术。而且，国内3D打印牙齿、骨骼修复技术已经成熟，并在各大骨科医院、口腔医院快速普及；而3D打印细胞、软组织、器官等方面的技术还需要进一步研发。国内3D打印在医疗领域的已有案例包括假肢、气管支架、肝脏、牙齿等。
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虽然我国3D打印产业的发展前景一片向好，但仍然存在着诸多难以逾越的障碍，这些问题都需要我们去重新梳理，进而找到较为正确的解决办法，找到一条真正能让3D打印产业健康发展的道路。

首要障碍就是3D打印打印耗材的瓶颈。众所周知，耗材是目前制约3D打印技术广泛应用的关键因素。目前已研发的材料主要有塑料、树脂和金属等，而3D打印技术要实现更多领域的应用，就需要开发出更多的可打印材料。为此，要根据材料特点深入研究加工、结构与材料之间的关系，开发质量测试程序和方法，建立材料性能数据的规范性标准等。在一些关键产业领域，寻找合适的材料也是一大挑战。例如空客概念飞机的仿真结构，要求机身必须透明且有很高的硬度。为符合这些要求就需要研发新型的复合材料。目前对金属材料进行3D打印的需求尤为迫切，如工具钢、不锈钢、钛合金、镍基合金、银和金等，但目前这些打印技术尚未完全突破。

其次是打印机本身。世界上目前只有一种3D打印机能够同时打印出多种材料的产品。由于3D打印工艺发展还不完善，快速成型零件的精度和表面质量大多不能满足工程直接使用要求，只能做原型使用。3D打印产品由于采用叠加制造工艺，层与层之间连接得再紧密，目前也很难与传统锻件相媲美。但最近，华中科技大学的研发团队研究出了“铸锻焊一体化3D打印技术”，虽很有前景，但真实的效果还需用时间来考量。

再者是3D打印的价格。目前，3D打印不具备规模经济的优势，价格方面的优势尚不明显。目前，1kg打印材料少则几百元，多则要4万元左右。因此，3D打印技术在一段时间里还无法全面取代传统制造技术。但是在单件小批量、个性化订制和网络社区化生产方面，对于大多数产品来说，不管打印1件还是100件，价格都相差无几，因而3D打印具有无可比拟的优势。
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然后就是知识产权保护和安全问题。3D打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模，而取决于创意。然而，单靠创意也是很危险的，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品，极有可能就像当初的音乐领域一样面临盗版的威胁。这就是3D打印技术所面临的知识产权保护问题。而且，近期也不断曝出黑客对国际3D打印平台的恶意入侵，这在未来都是需要认真审视的问题。

最后就是政策方面，3D技术的研发需要大量的政府投入或产业界的资金支撑。如在医疗领域，可能会因缺少食品和药品监管部门的许可，造成许多临床医疗产品应用的滞缓等。

来源：OFWeek

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