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3D打印 材料之路如何走?

  • 2013-11-1 11:57:36
  • 来源:科技日报
  • 点击次数:

3D打印不是一般的火。

然而当你真的看到3D打印机出来的树脂产品和过程的时候,恐怕还是会对这个热门技术有一点失望。打印时间长、精度不够、色彩也不那么逼真。不过没关系,这些都不阻碍3D打印成为大热门,毕竟它仍处于初级阶段,而且发展成熟以后,确实会改变制造业的生产方式,也会让我们的生活发生一些变化。

当人们都在关注3D打印的机器是如何工作的,3D打印究竟能做出什么的时候,已经忽视了3D打印未来最赚钱的部分之一:材料。美国巨头3D System测算,未来3年,材料部分将成为3D行业最大的利润来源。还记得惠普打印机是怎么赚钱的吗?没错,卖硒鼓墨盒!这是否对你读懂3D打印行业也有些启发呢?

1、利润从哪儿来

材料将更赚钱 现多被国外垄断

未来3D打印技术的发展,肯定是对材料的要求越来越多,也越来越高。我国材料相关行业的发展是怎样的?

未来3D打印材料和技术是互相促进互相发展的一个过程。仅仅看到奥巴马政府支持3D打印的政策是不够的,应该看到他还有一个材料基因组的计划。这两个计划是并行的。材料方面要通过多尺度数学建模、计算机仿真等数字化新技术,实现新材料的快速研发。实际上3D打印解决了材料成型的问题,过去复杂的形状结构可以用新的方法来成型。但是材料成型以后,还要解决工程应用所必需的材料性能的问题,除了成型性以外的其他材料性能上的要求,比如防腐、强度硬度等等。这就对新材料提出了要求。如果有新的材料能够达到传统工艺做出来产品的性能,那会很有市场价值。

在铸造领域,3D打印可以做出来很复杂的铸型,但是要配合新的铸造合金,使得铸造出的样件性能达到传统的锻件水平或更高,就可以对工业产生更大影响,甚至达到“以铸代锻”。铸造有个好处就是在复杂形状制造上有优势,但是在性能上不如锻造的产品。如果有新的铸造材料研制开发出来,就可以制作高端的制件。

过去为什么不做材料的研发?因为成型技术不成熟,即使有再好的材料也无法用铸造的方法成型。3D打印技术已提供了新的成型技术,下一步一定可以促进新的材料的发展。

未来3D打印的材料领域会怎样发展?是出现很多种,还是有某些通用的?

将来适应3D打印的一些新材料肯定会层出不穷的出现。因为目前国外的材料比较贵,国内有些研究人员也看到了这种市场或者说需求,结合自己的研究方向和特长,去开发新材料,甚至是新的材料体系。

树脂材料主体是做模型用的,这个领域主要是降低成本。新的技术或新材料的产生会使成本下降。我相信在比较短的时间内,大量材料会涌现出来。还有金属粉,比如钛粉、不锈钢粉,就有人做,但是由于需求量小,成本比较高,将来金属成形技术成熟了,这方面的成本也会下降。

目前材料价格高的主要原因还是国外的专利和垄断。还有一个原因是我们需求量比较少,没有必要自己做。按照我个人的判断,制造业一旦重视起来,三到五年我们的需求量上来了,成本一定会下降。

我们的材料领域在哪个方面比较薄弱?

目前树脂类的材料可能比较弱。金属粉体需求量比较小,比较高端,国内应该不比国外差多少。生物应用材料大多在做基础研究,既需要解决成型问题,还要面对生物活性和生物相容性等问题,还需要不断探索和研究。现在需求量比较大的还是常规的3D打印材料,液态树脂的、树脂粉、尼龙粉、蜡粉等,国外垄断了很多,我们下一步还是应该在这个领域寻求更大的发展。

2、哪些领域最靠谱

航空航天、汽车最成熟 生物医疗最热门

目前做的比较成熟的是哪些行业呢?这些行业是怎样的模式?

国内比较成功的第一类是航空航天,这种比较高端、复杂的行业制件,我们国内水平和国际可以说是相当的或者说是同步的。在这个体系中,水平上可能差距不大,甚至有些地方我们还比他们做得好。3D打印在这个领域的应用应该说是比较成熟的市场。但是由于航空航天制造领域的特点,传统方法工艺成本也非常高,应用3D打印的方法,可能成本比传统方法要低、制造周期更短。这样就使得这项技术在这个行业发展的比较快,应用比较成功。

另外一个成功行业是汽车行业。据我了解3D打印的市场份额有30%多是在汽车行业。新产品的研制、新车型的开发阶段大量采用了3D打印技术。汽车行业已经趋近于成熟。国内有些汽车厂商已经开始考虑,学习国外的方法,甚至已经引入了3D打印技术。其实十几年前我国汽车行业已经用了这种方法,比如说大连柴油机采用了这个技术做过新产品开发。所以说国内的汽车行业对3D打印这项技术认识还是比较早的,只是数量上还不够。






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