3d打印材料的发展现状

2023-06-24

第一篇:3d打印材料的发展现状

我国3D打印机的市场发展情况,3D打印机报告

3D打印已经成为一种潮流,并开始广泛应用在设计领域,尤其是工业设计,数码产品开模等,可以在数小时内完成一个模具的打印,节约了很多产品从开发到投入市场的时间。3D打印机可以用各种原料打印三维模型,使用3D辅助设计软件,工程师设计出一个模型或原型之后,无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜,之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印,打印的原料可以是有机或者无机的的材料,例如橡胶、塑料,不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D打印机,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长,其价格也正逐年下降。该技术珠宝,鞋类,工业设计,建筑,工程和施工(AEC),汽车,航空航天,牙科和医疗产业,教育,地理信息系统,土木工程以及其他领域都有所应用。

随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加,全球3D打印机的销售额将从2011年的17亿美元增长至2017年的50亿美元。消费品和电子领域是3D印刷企业最大的市场,其市场份额约为20.3%;紧随其后的是机动车(19.5%)、医疗和牙科(15.1%)领域。目前比较知名的3D打印机制造商有瑞连、3D系统、伊登普雷里、斯特塔西、帕罗奥多、惠普和奥托美克等。

目前国内3D打印在材料、设备和应用上仍有难题,成本较高,多用于实验,规模化应用尚需时日,目前我国3D打印主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等制造领域,其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。

随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用,打印速度和效率有望获得更大提升。3D打印技术经过几十年的探索与发展,目前能够实现600dpi分辨率,每层厚度只有0.01毫米,即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印,目前较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率,相比早期产品有10倍提升,而且可以利用有色胶水实现彩色打印,色彩深度高达24位。随着先进材料的不断发展,将开发出更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等,金属材料、直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的新兴领域。

当前,3D打印机价格很高,大多在百万美元以上,这给其进入家庭带来了困难,但一些较小规模的3D打印机制造商已经开始推出一万美元以下的3D打印机。随着技术进步及推广应用直至实现规模化生产,3D打印机的价格有望大幅下降。3D打印机诞生后,早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。随着其进一步走向成熟,3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计,3D打印机在生产应用方面有着巨大潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天及医疗方面(牙科)都能得到广泛的应用。3D打印长期发展前景广阔,未来国内3D打印市场规模将达到上万亿元,但短期内由于技术、材料和成本原因难以商业化。

本研究分析报告由智鼎国研(北京)信息咨询有限公司领衔撰写,在大量周密的市场调研基础上,主要依据了国家统计局、国家商务部、国家发改委、国务院发展研究中心、中国海关总署、3D打印机行业相关协会、国内外相关刊物的基础信息以及3D打印机专业研究单位等公布和提供的大量资料,结合深入的市场调查资料,进而分析国内3D打印机行业发展走势与市场。报告针对我国3D打印机行业的市场规模与前景、从业企业以及国家相关产业政策进行了全面分析。并重点分析了我国3D打印机行业技术、应用领域的发展与现状,并对3D打印机行业投资机会与投机风险作出了分析研判,为3D打印机相关生产企业、经营企业、科研机构等企业在激烈的市场竞争中洞察先机,根据市场需求及时调整经营策略,为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供了准确的市场情报信息及科学的决策依据,同时对银行信贷部门也具有极大的参考意义。

【报告目录】

第一章3D打印机相关阐述16 第一节传统打印机简介16

一、打印机性能参数16

二、打印机的分类17

三、打印模式20

四、打印机语言21

五、打印机技术21

六、打印机打印技术常用工作参数30 第二节3D打印机32

一、3D打印机背景分析32

二、3D打印机特点34

三、3D打印机技术性能指标34 第三节3D打印机的用途及应用领域35

一、在工业制造领域的应用分析35

二、在文化创意、数码娱乐领域的应用分析36

三、在航空航天、国防军工领域的应用分析36

四、在生物医疗领域的应用分析36

五、在消费品领域的应用分析38

六、在建筑工程领域的应用分析38

七、在教育领域的应用分析38

八、在个性化定制领域的应用分析39 第二章中国3D打印机市场发展关键因素分析39 第一节3D打印机市场规模分析39 第二节3D打印机市场主要竞争对手构成40 第三节3D打印机市场政治、经济、法律、技术环境分析45

一、政治环境45

二、经济环境49

三、法律环境53

四、技术环境55 第四节3D打印机市场发展驱动因素分析59

一、产品优势59

二、政策扶持60

三、产业化的可能性62 第五节全球债务危机对3D打印机行业发展影响分析64

一、对3D打印机行业本身影响分析64

二、对3D打印机上下游产业影响分析65

三、对3D打印机价格影响分析66 第三章2012年世界3D打印厂商研究67 第一节3Dsystems67 (1)企业发展简况分析67 (2)企业研发实力分析67 (3)企业3D打印机产品分析67 (4)企业3D打印机产品应用分析68 (5)企业经营业绩分析68 (6)企业投资兼并分析69 (7)企业经营优劣势分析69 第二节ObjectGeometries72 第三节SOlido72 第四节ZCorporation75 第五节Stratasys79 (1)企业发展简况分析79 (2)企业研发实力分析79 (3)企业3D打印机产品分析79 (4)企业经营业绩分析81 (5)企业投资兼并分析81 (6)企业经营优劣势分析82 第六节Makerbot经营分析83 (1)企业发展简况分析83 (2)企业3D打印机产品分析83 (3)企业经营业绩分析85 (4)企业投资兼并分析85 (5)企业经营优劣势分析86 第七节Shapeways经营分析87 (1)企业发展简况分析87 (2)企业3D打印服务分析87 (3)企业经营业绩分析88 (4)企业商业模式分析88 (5)企业多轮融资分析88 (6)企业经营优劣势分析89 第四章2012年中国打印机产业整体发展态势分析90 第一节中国打印机行业发展分析90

一、中国打印机产量居世界第一90

二、中国打印机行业的市场结构解析90

三、中国专用打印机行业发展格局97

四、打印机行业进入节能环保新时代98

五、2012年打印机行业发展情况良好101 第二节2008-2012年中国打印机产量数据统计分析104

一、2008-2011年中国打印机产量数据分析104

二、2012年中国打印机产量数据分析108

三、2012年中国打印机产量增长性分析110 第五章3D打印机生产工艺及技术路径分析111 第一节3D打印机各种生产方法比较111 第二节国内外3D打印机生产工艺及技术趋势112

一、国外主流生产工艺介绍112

二、国内主流生产工艺介绍116

三、3D打印加工过程分析117

四、当前3D打印技术分析121

五、3D打印技术的突破方向分析124 第三节国内外3D打印机最新技术研发及应用情况126 第四节3D打印原材料分析129

一、目前可使用的3D打印材料分析129

二、3D打印市场扩大对材料需求的影响分析130 第六章中国3D打印机市场发展现状分析131 第一节中国3D打印机市场构成要素分析131

一、3D打印机产品购买主体构成分析131

二、3D打印机产品市场购买力分析133

三、3D打印机产品市场购买欲望分析134 第二节中国3D打印机市场主要品牌分析136

一、国外主要企业品牌分析136

二、国内主要品牌分析140 第三节2012年中国3D打印机市场运行数据分析141

一、2012年中国3D打印机市场产品销售情况分析141

1、销售总量分析141

2、主要销售区域分析142

3、市场需求特点分析143

二、2012年中国3D打印机市场产品供给情况分析145

1、国内市场供给量分析145

2、供给来源构成146

3、供需格局分析148 第七章中国3D打印机市场消费能力及未来需求规模分析148 第一节2012年中国3D打印机市场消费能力现状分析148

一、中国3D打印机产品购买要素构成分析148

二、3D打印机产品替代产品威胁分析150

三、主要消费区域消费能力对比分析150 第二节影响中国3D打印机市场消费能力主要因素分析152

一、购买者的购买目的及主要用途152

二、购买者所处的消费环境154 第三节中国3D打印机消费市场独有特征分析156 第四节中国3D打印机市场发展影响因素分析158 第五节3D打印机对我国制造业的影响160

一、3D打印机的内涵及其意义160

二、3D打印机与中国制造业161

三、对我国制造业的影响162

四、对策建议163 第八章2012年中国3D打印机市场需求特点及需求潜力分析163 第一节中国3D打印机市场主要消费统计数据定量分析163

一、总体销量数据分析163

二、分区域市场数据分析164

三、消费领域分布数据分析165 第二节3D打印机主要下游消费领域构成分析165 第九章3D打印机产品价格策略研究167 第一节估计成本167 第二节选择定价方法170 第三节竞争性调价176 第四节具体价格策略研究178 第十章国内3D打印机在建及拟建项目统计分析179 第一节入门级开源3D打印机项目技术179 第二节研发一种便携式3D打印机项目192 第三节智慧烟台投资千亿引进3D打印机等高端项目193 第四节2012-2013年我国3D打印发展项目态势195 第五节中国市场上3D打印巨头合并及其项目新态势201 第十一章3D打印机企业销售状况调查224 第一节北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司224

一、企业发展简况分析224

二、企业研发实力分析225

三、企业3D打印产品及服务分析225

四、企业成功应用案例分析225

五、企业经营优劣势分析226

六、企业3D打印机销售情况227 第二节陕西恒通智能机器有限公司227

一、企业发展简况分析227

二、企业研发实力分析227

三、企业3D打印产品及服务分析228

四、企业成功应用案例分析228

五、企业经营优劣势分析228

六、企业最新发展动向分析229

七、企业3D打印机销售情况229 第三节武汉滨湖机电技术产业有限公司230

一、企业发展简况分析230

二、企业研发实力分析231

三、企业3D打印产品及服务分析231

四、企业经营优劣势分析232

五、企业3D打印机销售情况232 第四节南京紫金立德电子有限公司233

一、企业发展简况分析233

二、企业研发实力分析233

三、企业3D打印产品及服务分析233

四、企业成功应用案例分析233

五、企业经营优劣势分析235

六、企业最新发展动向分析235

七、企业3D打印机销售情况239 第十二章3D打印机市场推广策略研究240

一、3D打印机行业产品市场定位240

二、3D打印机行业广告推广策略244

三、3D打印机行业产品促销策略249

四、3D打印机行业招商加盟策略249

五、3D打印机行业网络推广策略254 第十三章3D打印机营销渠道建立策略256 第一节2011-2012年中国3D打印机品牌营销模式研究256

一、市场经济时代的营销模式256

二、国际市场条件下的营销模式256

三、新型营销模式总括257

1、特许经营、加盟连锁257

2、电子商务258

3、会议营销260 第二节3D打印机产品营销渠道260

一、媒体广告260

二、直效营销262

三、销售促进263

四、公关与宣传264

五、人员推销265

六、网络营销266 第三节中国3D打印机营销渠道建立策略267

一、广告策略267

二、渠道策略267

三、价格策略267 第十四章3D打印机市场客户群研究与渠道匹配分析271 第一节专买店实地调查271

一、渠道特点271

二、销售状况271

三、消费人群271

四、销售策略271 第二节购物中心----专柜275

一、渠道特点275

二、销售状况275

三、消费人群276

四、销售策略276 第三节连锁超市----专柜281

一、渠道特点281

二、销售状况282

三、消费人群282

四、销售策略283 第四节网络营销模式—网店287

一、渠道特点287

二、销售状况292

三、消费人群292

四、销售策略292 第十五章2013-2018年中国3D打印机市场前景预测分析294 第一节国内3D打印机技术发展现状与问题294

一、国内3D打印机技术发展现状294

二、国内3D打印机技术发展问题295 第二节我国3D打印机从“神器”到家用制造设备的距离296 第三节3D打印机行业发展趋势预测298

一、3D打印机将全面革新现实298

二、2017年全球3D打印机市场将增至50亿美元304

三、3D打印机行业发展趋势304 第四节中国国3D打印机行业发展前景预测305

二、3D打印孕育无限未来305

三、3D打印机的变革力量308

四、3D打印机发展前景310 【图表目录】

图表:国际上主要3D打印机厂商42 图表:2009-2011年我国GDP增幅走势图49 图表:中国能效标识93 图表:富士施乐智能眼、智能节电和快速启动三位一体95 图表:重视环保打印,行动刻不容缓98 图表:参与调查者对于打印机环保重要性的看法99 图表:参与调查者对于打印机是否环保的分辨情况99 图表:2008-2009年中国打印机产量走势图104 图表:2009年中国打印机产量统计表(分省市)105 图表:2010年1-12月中国打印机产量分省市排行统计表106 图表:2012年1-12月中国打印机分省市产量数据表108 图表:国际上主要3D打印机厂商138 图表:2009-2012年中国3D打印机销售总量141 图表:2012年中国3D打印机销量区域分布142 图表:2009-2012年中国3D打印机供给量145 图表:2012年我国3D打印机供给来源构成146 图表:2009-2012年中国3D打印机销售总量163 图表:2012年中国3D打印机销量区域分布164 图表:2012年我国3D打印机消费领域分布数据165 图表:入门级开源3D打印机项目技术简图179 图表:主板芯片Arduino182 图表:Arduino主板最新版本的电路原理图184 图表:Arduino步进电机控制板184 图表:Arduino步进电机驱动板最新版本的电路原理图185 图表:Arduino3D打印机打印头控制板186 图表:Arduino3D打印机打印头驱动板最新版本的电路原理图186 图表:Arduino3D打印机机械结构187 图表:Arduino3D打印机部件罗列见下图189 图表:3D打印机打印机软件界面截图190 图表:3D数据与打印结果的展示图191 图表:2011-2012年北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司3D打印机销售状况227 图表:2011-2012年陕西恒通智能机器有限公司3D打印机销售状况229 图表:2011-2012年武汉滨湖机电技术产业有限公司3D打印机销售状况232 图表:2011-2012年南京紫金立德电子有限公司3D打印机销售状况239 图表:网络营销推拉战略266 图表:2008-2011年全球消费电子各细分产品产量规模309

第二篇:3D打印技术在中国的发展现状

姓名:陈芷杨 年级:13级机制2班 学号:201330230203 摘要:美国学者杰里米·里夫金出版了《第三次工业革命》一书,在书中全面分析了第三次工业革命的全球性影响,他提出互联网、绿色电力和3D打印技术正引导着“第三次工业革命”。近年来,3D打印技术也开始在我国流行开来,印发了一股迅猛发展的潮流,各大高校以及各大大型也纷纷开始研究3D打印技术,希望在这次的潮流中获得一席之位,抢先一步掌握这一门引导“第三次工业革命”的技术。我们国家已经错过了第一次和第二次工业革命,虽然40年来一直奋起直追,但是我国的工业水平仍然与发达国家有着相当大的差距,仍然无法摘下那顶“Made in China”帽子。据中国3D打印技术产业联盟数据预估,至2016年中国将成为全球最大3D打印机市场。这是一份机遇也是一份挑战。本文以3D打印技术在中国的发展现状作为研究对象,对比国内与国外3D打印快速成型技术的差距,分析3D打印在我国的发展前景。

关键词:3D打印技术;发展现状;发展前景;措施与制度; 正文:

3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。 3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。

3D打印技术分许多种,目前市场上的快速成型技术分为3DP 技术、熔融层积成型技术、立体平版印刷技术、激光烧结技术、激光成型技术和紫外线成型技术等等。3D技术该技术在珠宝、工业设计、建筑、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、军事以及其他领域都有所应用。可惜的是目前为止一些高端的民用3D打印技术仍然掌控在国外的几家龙头老大的公司里面,我国民间在3D打印技术的研发方面与国外有着很大的差距。不过好消息是据英国《简氏防务周刊》网站2月24日报道,中国人民解放军已研制出首幅使用3D打印技术的地形图,另外我国早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。这些都可以说明了我国对3D打印技术的重视程度与投入程度,可惜的是,我国掌握的这些技术主要是在军事方面,还无法投入工业的实际制造中。 3D打印快速成型技术的专利申请量趋势分析摇通过专利申请的分析,可揭示3D打印技术领域的历年专利申请及技术研况,从而掌握其技术发展趋势及全局动态。对检索到的国内外3D打印技术领域的专利申请量进行统计,结果见图

国内自20世纪90年代初才开始涉足3D打印技术领域,从图中可以看出,在1999年之前专利申请量较少,说明当时我国3D打印技术还处于时萌芽期,没引起足够的重视,是这也受到我国高科技技术人的缺乏以及3D打印技术研发成本高等方面的约束。2000-2007年间,专利申请量开始稳步增长,进入平稳增长期,2007年之后专利申请量快速增长,直到2011年国内申请量达到了20年来的最高峰,说明我国目前主要处在研发的快速成长阶段。

从国内外趋势线上反映的总体态势看,我国与国外技术发展差距近10年,处在不同的发展时期。这与研发者的学术敏锐、研发模式及国家层面的重视有关。因此,我国需加强政策扶持,加大研发投入,不断进行技术研发创新,逐步向产业化迈进,缩小与国外的差距

此外,环扫国内,桌面式3D打印市场基本处于仿制国外技术资源的阶段,拥有自主研发技术的公司并不多。值得关注的是,开源策略发生了变化,这对于国内多数的品牌3D打印机仿制者来说并不算是什么好消息,而逐步走向自主研发的道路也是必然的趋势。虽然这场变化基本在多数仿制者的意料之中,但是其发生时间却要比预期快很多。除此之外,我们国内用户与海外用户在对产品的态度也有着完全相反的态度:国内用户更为讲究实际和效果。在欧美地区,多数用户购买桌面式3D打印机是源自于个人兴趣,而国内用户主要是以工作为主。这也就是说,国内用户更加注重3D打印机的效果和稳定性,因此对于产品的小毛病都会嗤之以鼻。目前3D打印出来的成品在外观和尺寸上比从传统制造行业流程走出来的产品要差不少,国内3D打印制造商仍然需要不断的提高打印精准度,甚至加入打磨功能。

3D打印技术在国内没能够有大发展的另一个原因在于,国内3D行业“小而散”的局面影响了产业的推广。目前,我国在3D快速成型技术上的设备、材料及应用领域与国外尚有差距,而活体组织打印是未来重要方向发展3D打印技术。

其实由上图可以看出我国其实起步并不晚。这方面的研究在上世纪80年代末就已开始,研究力量集中在西安交通大学、华中科技大学和清华大学等高校。 目前,这3所高校仍是我国3D打印技术的研究重地,其中西安交通大学侧重研究光固化技术,华中科技大学的优势在于激光粉末烧结技术,而清华大学则侧重塑料堆积技术。我国生产的3D打印机装备功能已经接近国际先进水平,两者的差距主要体现在装备的可靠性和材料研发上。“部分3D打印机的关键器件需从国外进口,而用国产零件生产的打印机稳定性不够。”此外,我国在材料质量和品种上还远不如美国、德国丰富,许多研发的实验材料也需要进口。这些方面也导致国内对3D打印技术的研发成本大大的提高了,也是阻碍我国推广此项技术的绊脚石。

据华中科技大学材料科学与工程学院教授史玉升说,国内与国外虽然还有不小差距,但3D打印技术已经算是我国制造行业与国外先进水平差距很少的技术之一,部分领域几乎同步,在某些方面还具有自身特色和一定的优势。北京航空航天大学的王华明教授曾打印出世界上最大的钛合金复杂构件,产品整体性能远超锻件。值得再次提起的是我国的“3D激光焊接快速成型技术”已经是超越了美日,在国际上也是领先的水平。

目前不仅是在我国,在国际上3D打印技术也面临着一系列的问题:首先是缺乏宏观规划和引导。3D打印技术涉及的各大领域,也属于新能源新技术的研发行列中年,但在在我国工业转型升级、发展智能制造业、进入创新型国家的相关规划中,对3D打印这一交叉学科的技术总体规划与重视不够。此外,企业对技术研发投入也明显不足。我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备,但企业规模普遍较小,研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节,存在较大缺陷,难以完全满足产品制造的需求,而占据3D打印产业主导地位的美国3Dsystems、stratasys等公司,每年都投入1000多万美元研发新技术,研发投入占销售收入的10%左右。两家公司不仅研发设备、材料和软件,而且以签约开发、直接购买等方式,获得大量来自企业外部的相关细分技术、专利,已掌握一批关键核心技术。还有就是缺乏教育培训和社会推广。目前,企业购置3D打印设备的数量非常有限,应用范围狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中,缺乏与3D打印相关的必修环节,3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。

为了在这场潮流中夺得先机,推动我国3D打印技术产业化、市场化进程,加快与国际间的对话交流,促进3D打印技术与传统制造技术的有机结合,由亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟于2012年10月15日在北京宣告成立。中国3D打印技术联盟是全球首家3D打印产业联盟,标志着我国从事3D打印技术的科研机构和企业从此改变单打独斗的不利局面,有利于尽快建立行业标准,集中展示我国3D打印技术的良好形象,也便于加强与政府间或国际间的广泛交流。

中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示未来3至5年是发展关键时期,工业级打印将成主要市场。据罗军估计,产业联盟成立后,国内3D行业统一了抱团发展的思想,未来3年内有望达到百亿产值。而市场缺口打开后,国内3D打印技术市场规模将保持至少一倍以上的增长速度,有可能成为世界3D打印的中心。

结论:

发展3D打印产业,可以提升我国工业领域的产品开发水平,提高工业设计能力;可以生产复杂、特殊、个性化的产品,有助于攻克技术难关;可以形成新的经济增长点,促进就业。面对新的生产方式变革和发达国家大力推进的"再工业化战略",我国也应高度重视3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化,加大人才培养、市场培育和应用推广的力度,努力在数字化革命和智能制造的"机会窗口"前取得3D打印产业发展主动权。 参考文献:

(1)作者:王德花,马筱舒 《需求引领 创新驱动——3D打印发展现状及政策建议》 2014年08期

(2)作者:王忠宏,李扬帆,张曼茵《中国3D打印产业的现状及发展思路》2013年01期

(3)作者:刘红光,杨倩,刘桂锋,刘琼《国内外3D打印快速成型技术的专利情报分析》2013年06期

(4)作者:Ji De Zhang,Shu Fang Wang,Yan Hui Luan《Analysis of 3D Printing Technology in China - Taking Avic Heavy Machinery Co.,Ltd (600765) as an Example》

(5)作者:Jianzhong Cha,Shuo-Yan Chou,Josip,Stjepandi&cacute,Richard Curran,Wensheng Xu,Na Qi,Xun Zhang,Guofu Yin《Opportunities and Challenges of Industrial Design Brought by 3D Printing Technology》2014年

(6)作者:杨永强,叶梓恒,王迪,宋长辉,刘洋《3D打印设备国内产业化可行性分析》华南理工大学机械与汽车工程学院——2013年08期

(7)人民日报—— 2013-05-31——《我国3D打印与世界先进水平有哪些差距?》

(8)中研网——2014/12/19——《分析:我国必须尽快掌握3D打印核心技术》 (9)百度百科——《3D打印技术》http://baike.baidu.com/link?url=GayNxtuH-1JTQ6rK9-EX8bBYYQGYsmMX7WIRXB9rPwvH9nIL5OjNIFFpIYHE9WM-VRtTTtIW4dnEi3vmpTtBa7OgHybf3bUUftPpL9fQ17dL9A0W8dlWY69M874f9M91f4tonL4Mz16qg9_G2dGWqWwO_3epngC20n2p6zWS8JoMUf5WU6b-OC2ag0fMqU1x (10)作者: 王忠宏,李扬帆《3D打印产业的实际态势、困境摆脱与可能走向》 国务院发展研究中心产业经济部,清华大学经济管理学院——2013年08期

(11)作者:刘晓梅——东华大学——《第三次工业革命背景下3D打印业企业竞争力影响因素研究》

第三篇:3D打印技术的发展与前景分析

国内外3D打印技术的发展现状

一、“3D打印”技术

(一)基本原理。“3D打印”是通俗的叫法,学术名称为“快速原型制造 ”(Rapid Prototyping & Manufacturing),是80年代末90年代初在美国开发兴起的一项高新制造技术。【1】“3D打印”技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的,采用材料累加的新成型原理,直接由CAD 数据打印制成三维实体模型。快速成型系统就像是一台“立体打印机”,不需要传统的刀具、机床、夹具,便可快速而精密地制造出任意复杂形状的新产品样件、模具或模型。

【2】3D打印机原理很简单,每一层的打印过程分为两步,先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散,然后再喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被打印成型。完成后,要处理掉物品周围沾满的粉末,这是可以循环利用的,再涂上增强硬度的胶水。

“3D打印机”与传统打印机最大的区别在于耗材不同——后者使用墨粉,前者使用的则是一些可以发生固化反应的材料,如树脂、塑料、陶瓷、石膏、金属等等。例如:助听器生产部门利用3D打印机扫描患者的耳朵轮廓后复制出合适的助听器。【3】汽车定制公司利用3D打印机为汽车爱好者提供专门的汽车部件。消费电子产品厂商用3D打印机来完成对产品功能的设计,以避免在大规模生产后修改设计。医生用3D打印机来制造实习模型。博物馆用3D打印机复制真品,以避免参观者损毁真品,等等。

(二)发展前景及意义

【4】工业化最大的成就是通过机械化实现了规模化大生产。而我们今天的“3D打印”技术则将规模化大生产可能演变为若干个体,打破集约化生产的传统模式。只要一台3D打印机,我们就可以在家里生产任何我们需要的东西,而且可以不断变化款式、样式。如今,新的生产方式已经发生了重大改变,传统的生产制造业将面临一次重新“洗牌”。【5】随着各种打印材料(即制造原料)的研制成功,“3D打印”技术已经可以用于生产像珠宝、玩具、工具、厨房用品、衣服之类的东西,甚至可以直接打印人体骨骼、假肢、鲜肉,进行牙齿正畸和数字化种牙,有的还打印出了汽车、飞机零部件。未来我们的模具制造行业、机床行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局,而取代他们的就是3D打印机。当然,这需要一个过程,10年或者20年,主要是人们适应和接受新事物的过程,也有产业自身完善成长的过程。

二、国内外“3D打印”技术及产业发展应用情况

(一)国内外产业发展情况。“3D打印”技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场,1994年底全球已达900台,到2008年年装机总数就已经达到6000台左右,以指数曲线在上升。【6】3D打印设备应用的方式有两种:一种是大企业为自己的产品开发服务,如美国三大汽车公司、麦道、IBM、Apple、丰田等都在应用;另一种方式为大学、研究所甚至

六、七个人组织的服务机构以一台或数台成型机为中心,开展对中小企业的服务。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为Stratasys和3D System,均在美国纳斯达克上市,2011年营业收入分别为1.7亿美元和2.9亿美元。2011年全球3D打印市场规模17.1亿美元。不过,这一数字仅占全球制造市场的0.02%。

【7】我国从1994年开始研究“3D打印”,北京隆源公司于1995年成功研发了一台AFS激光快速成型机,随后华中科技大学也研制出了SLS快速成型机。目前国内依托高校成果,对“3D打印”设备进行产业化运作的公司实体主要有:北京殷华(依托于清华大学)、陕西恒通智能机器(依托西安交通大学)、湖北滨湖机电(依托华中科技大学)。这些公司都已实现了一定程度的产业化,部分公司生产的便携式桌面3D打印机的价格已具备国际竞争力,成功进入欧美市场。另外,一些中小企业成为国外“3D打印”设备的代理商,经销全套打印设备、成型软件和特种材料。【8】还有一些中小企业购买了国内外各类“3D打印”设备,专门为相关企业的研发、生产提供服务。其中,广东省工业设计中心、杭州先临快速成型技术有限公司等企业,设立了“3D打印”服务中心,发挥科技人才密集的优势,向国内外客户提供服务,取得了良好的经济效益。

目前,国内的“3D打印”主要集中在家电及电子消费品、建筑、教育、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。据业内人士估计,3D打印机在国内企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均在70%左右,市场规模超过1亿元。

三、制约我国”3D打印”技术及产业发展应用遇到的瓶颈和问题

“3D打印”技术虽然已有近20年的发展历程,但产业发展仍存在很多困难。

一是认识不足。虽然3D打印机的发展已有数十年,但是对大多数普通人来说,目前“3D打印”技术还是一个新生事物,很多企业甚至从没听说过还有这种具有“神秘功能”的机器。

二是价格不菲。目前,“3D打印”的耗材非常有限,主要是石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等,消费类的“3D打印”主要应用的材料为ABS和POA的塑料,不能完全满足工业领域的需求。【9】工业应用的“3D打印”耗材,特别是金属粉末类耗材,价格非常昂贵,这是制约国内企业使用“3D打印”技术的原因之一。比如一件飞机零部件,打印这种样品的金属粉末耗材一斤卖价4万元,3D打印样品至少要卖2万元,而如果采用传统的工艺去工厂开模打样,仅需几千元。【10】目前的3D打印机除了用来满足个人设计师和普通爱好者的个人3D打印机之外,其他的工业用3D打印机均价格不菲,每套大概需要十万美元左右,精度高的甚至达到120万美元。

三是工艺尚不完善。【11】由于“3D打印”工艺发展还不完善,特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟,目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用,不能作为功能性部件,只能做原型使用。

四、加快我国“3D打印”技术及产业发展应用的对策

【12】发展“3D打印”产业,可以提升我国工业领域的产品开发水平,同时有助于攻克技术难关,并且容易形成新的经济增长点,促进就业。

参考文献:

[1]第三次工业革命[J].经济学人(英),2012-4-21. [2]王雪莹.3D打印技术与产业发展的前景分析[A].中国高新技术企业,2012. [3]王红霖.3D打印技术制造业发展新趋势.新兴产业,2012. [4]同晓荣,盛仲飙.数据转换算法在喷绘机打印中的应用[J].价值工程,2011(33). [5]盛仲飙,同晓荣.BP神经网络在曲线拟合中的应用[J].科学技术与工程,2011(28). [6]任晓刚.数字签名在医院电子病历中的应用研究[J].信息技术,2013(01). [7]任晓刚,孔庆梅.后全运会时期高校体育场馆运营模式的探索研究[J].辽宁行政学院学报,2013(04). [8]付宏,任晓刚.微博传播对社会舆论扩散的影响[J].新闻战线,2013(04). [9]范新龙,张华.基于AJAX技术的监考系统的研究与实现[J].计算机应用与软件,2011(09). [10]张华,刘晓婷,贺耀祖,赵婉霞.实现精确打印方法探讨[J].价值工程,2011(36). [11]李金凤,王象刚.大学生打工利弊谈[J].科技信息(科学教研),2007(11). [12]吕国栋,孟令文.混凝土防腐蚀技术在桥涵工程上的应用[J].中国西部科技(学术),2007(07).

第四篇:3D打印机的概念及发展

3D打印机诞生于20 世纪80 年代中期,是由美国科学家恩里科·迪尼(Enrico Dini)最早发明的,发展至今已经成为一种潮流,并开始广泛应用在设计领域,尤其是工业设计,数码产品开模等,它可以在数小时内完成一个模具的打印,节约了很多产品到市场的开发时间和成本。

与传统的纸质打印机不同,3D打印遵从的是加法(堆积)原则。打印时,先用相关软件将产品图纸转化为3D图像数据并上传电脑,通过3D打印机,放入相应特殊的耗材( 胶水、树脂或粉末等)后,打印喷头就会根据图像数据一层一层地将东西打印出来,再堆叠在一起成为一个立体物品。3D 打印机可以用各种原料打印三维模型,打印的原料可以是有机或者无机的的材料,由此可以根据不同需求打印出塑料玩具、饰品和金属零件、产品模型等,甚至可以用不同颜色材料打印出彩色3D模型。

随着技术的不断进步及市场需求的扩大,3D打印机将呈现四个方面的发展趋势:

(一)3D打印速度和效率将不断提升。随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用,打印速度和效率有望获得更大提升;

(二)3D打印材料更加多样化。随着先进材料的不断发展,智能材料、纳米材料、新型聚合材料、合成生物材料等将成为3D打印材料;

(三)3D打印机价格大幅下降。一些较小规模的3D 打印机制造商已经开始推出一万美元以下的3D打印机。随着技术进步及推广应用,3D打印机的价格有望大幅下降。

(四)3D打印机应用领域更加广泛。3D打印机诞生后,早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。随着其进一步走向成熟,3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计,在不久的将来,从鞋、眼镜到厨房用具、汽车等各种产品都可以用3D打印机生产出来。

随着3D打印技术的不断发展和完善,在不久的将来3D打印机将会普及,甚至走入家庭,我们期待着这一天。

3D打印机

彩色3D打印

金属3D打印

3D医学模型

3D维纳模型

3D打印机耗材

第五篇:浅析3D打印技术的发展前景和对策

摘要:3D打印技术,毋庸置疑,已成为可预见未来的核心技术革命之一,其发展之势如日中天,不可逆转。注目时局,高度重视3D打印技术的研发并稳步推进其试点运行将成为积极应对3D打印技术浪潮袭来的应有之态度及举措。

关键词:3D打印技术,发展前景,态度对策

引 言

众所周知,第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志,以其强大的生产力解放为基础,深刻地改变了西方资本主义国家甚至整个世界的面貌,有力地推动了世界现代化的历史进程。显而易见,科学技术是第一生产力,更是当今世界格局下各国综合国力比较的核心指标之一,可以说,最新最前沿的科学技术的掌握和最早应用推广,将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。那么,当下最值得关心注目的科学技术是什么呢?毫无争议,3D打印技术将占一重要席位且有愈演愈烈之势。

一、3D打印技术的扼要介绍

3D打印技术目前最为引人注目的当推3D打印机,鉴于此,本文将把3D打印机作为其技术典型来探讨。3D打印机诞生于20 世纪80 年代中期,是由美国科学家最早发明的。3D打印机是指利用3D打印技术生产出真实三维物体的一种设备,其基本原理是利用特殊的耗材( 胶水、树脂或粉末等)按照由电脑预先设计好的三维立体模型,通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型,最终打印出3D实体。3D打印过程可分为两步,首先在需要成型的区域喷洒特殊的胶水,然后均匀喷洒粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,没有胶水的区域仍保持松散状态,重复这一过程直到实体模型被“打印”成型。由于其分层加工的过程与喷墨打印机十分相似,所以被称为“打印机”。[1]

二、3D打印技术的发展前景

正如著名的《经济学人》最近描述了3D打印技术的前景——这是一种新型的生产方式,能够促成第三次工业革命。根据研究3D打印机的前贤报告,可以从以下四个方面来一窥其势。未来5-10年,随着技术的不断进步及市场需求的扩大,3D打印机将呈现四个方面的发展趋势:

(一)3D打印速度和效率将不断

提升。随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用,打印速度和效率有望获得更大提升;

(二)3D打印材料更加多样化。随着先进材料的不断发展,智能材料、纳米材料、新型聚合材料、合成生物材料等将成为3D打印材料;

(三)3D打印机价格大幅下降。一些较小规模的3D 打印机制造商已经开始推出一万美元以下的3D打印机。随着技术进步及推广应用,3D打印机的价格有望大幅下降。

(四)3D打印机应用领域更加广泛。3D打印机诞生后,早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。随着其进一步走向成熟,3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计,在不久的将来,从鞋、眼镜到厨房用具、汽车等各种产品都可以用3D打印机生产出来。[2]

三、3D打印技术的革命意义

3D打印技术的发展前景如此之广阔,发展势头如此之强劲,那么其对现有的生产关系及模式有何影响呢?据社会科学家研究推测,3D 打印机的推广应用具有重要的革命性意义,主要体现在以下三个方面:

(一)制造工艺的深刻变革。3D 打印的特点在于通过逐层堆积材料进行加工,而不是通过去除多余材料进行加工。因此,这项工艺也被称作“堆积制造”或“添加制造”。这改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式,节省了材料和加工时间,带来了制造工艺的深刻变革。

(二)制造技术的重大飞跃。3D 打印技术是一种新兴的高科技技术,综合应用了CAD/CAM 技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识,3D 打印技术的不断成熟将推动包括新材料技术、智能制造技术和堆积制造技术实现大的飞跃。

(三)制造模式的一次“革命”。3D打印作为一种新的加工工艺,将改变第二次工业革命产生的以装配生产线为代表的大规模生产方式,使产品生产向个性化、定制化转变,实现生产方式的根本变革。3D 打印机的推广应用将减少产品推向市场的时间,产品用户只要简单下载设计图在数小时内通过3D 打印将产品“打印”出来,从而不需要大规模生产线,不需要库存大量的零部件,不需要大量的工人。[3]

四、3D打印技术的态度对策

3D打印技术发展前景看好,对社会大生产领域又将带来革命性的意义,那么作为孜孜追求实现中华民族伟大复兴的中国应当仁不让、毫不犹豫地接过这根

技术革命接力棒并奋而追之。古语有云:“知己知彼,百战不殆”诚然,3D打印技术已成世界技术革新之潮流,不可逆转,但首先还是得摸清它对我国是实质性影响,方能更有效地科学判断并理性制策。谈到影响,固然就得一分为二,即积极影响和负面作用。3D打印技术对我国之积极影响首先表现在为我国制造技术的赶超带来机遇。3D打印技术作为一项新兴技术,与其他成熟技术相比,无论在技术创新还是应用上,我国与发达国家之间的差距相对较小,可以在较短时间内缩短差距。其次体现为推动制造业服务化,加快制造业升级。3D打印的推广应用将带动包括3D设计服务、信息服务等生产性服务业的发展,给我国制造业升级带来新机遇。

其负面作用更是不容小觑,应认真分析对待。正如前述,3D打印机的技术特性决定了其不需要大规模生产线,不需要库存大量的零部件和工人劳动力。所以首当其冲的便是对我国劳动密集型产业可能带来巨大冲击。3D打印这一生产模式改变了过去大规模生产线的制造模式,所需工人将大幅减少,使得劳动力成本在生产成本中的比重降低,我国劳动力成本比较优势将进一步被削弱,这对当前以劳动密集型为主的我国制造业将带来较大冲击。另一方面则是可能进一步拉大与发达国家的差距。美欧等发达工业化国家在3D打印机行业处于领先地位,其产品在全球3D打印机行业占有绝大多数市场份额。我国虽然于20世纪90年代开始推进3D打印机的研发,但还主要停留在设计和样机开发,尚没有一款具有国际水平的3D打印机推向市场。如果不加快推进3D打印机的研发及推广应用,我国与发达国家的差距将进一步加大。

简要探讨了3D打印技术对我国的影响,那么应以何姿态去面对并处理好这些客观问题呢?笔者认为,为加快推进3D打印机的快速发展,我国应主要从三个方面着力推进:其一,应高度重视3D打印技术发展。我国应该高度重视3D打印技术可能带来的制造业革命,深入分析全球3D打印技术的发展趋势,研究建立3D打印机的基础理论和技术体系,制定符合我国国情的3D打印机中长期发展战略。其二,加大对3D打印机研发。建议将3D打印机纳入《智能制造装备发展专项》,加大研发投入力度,突破关键核心技术与工艺。加强与发达国家的技术合作,研究建立以现有的几家科研机构为主体,同类主要企业为载体的产业联盟,加强产学研的沟通与交流,尽快将商用打印机推向市场。其三,加快

3D打印机的推广应用和试点示范。选择高端汽车零部件、医疗等重点行业领域进行推广应用和试点示范,积极探索和积累3D打印机的运营和管理经验。[4]

综上所述,3D打印技术是方兴未艾的在可预见未来的核心技术革命之一,在全世界社会大生产领域内势必将引发深刻的革命性意义,我国应高瞻远瞩,及时果断地把握好时代气息,积极有效地应对好3D打印技术并使之为实现中国梦和中华民族的伟大复兴而服务。

参 考 文 献

[1] 刘欣灵,《3D打印机及其工作原理》,《网络与信息》,2012年8月版

[2] 潘巍,《3D打印机:进入主流指日可待》,《微电脑世界》,2012年12月版

[3] 汤敏,《3D打印机将极大冲击中国市场》,《上海企业》,2013年1月10

[4] 同上

现 代 科 学 技 术 课 程 论 文

学院:马克思主义学院

专业:中国近现代史基本问题研究姓名:徐文滔

学号:12121842109

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