美國

 

　　美國3D打印行業(yè)現(xiàn)狀

 

 

　　工業(yè)行業(yè)對(duì)3D打印的市場接受度日益增高，尤其是工業(yè)級(jí)的FDM打印機(jī)，以塑料聚合物為原材料的3D打印設(shè)備使用的不斷增長，這些市場的擴(kuò)張帶來了設(shè)計(jì)師和創(chuàng)客的大量涌現(xiàn)，開啟了設(shè)計(jì)思維的新空間，從而對(duì)金屬3D打印在非關(guān)鍵組件的解決方案帶來了加速影響。

 

　　生活、醫(yī)療等領(lǐng)域的3D打印產(chǎn)品也帶來了新的法規(guī)、規(guī)范的產(chǎn)生，包括FDA批準(zhǔn)的材料和工藝，如Ti-6Al-4V和PAEK的粉末床制造工藝。隨著各方面市場的打開，不僅僅是監(jiān)管和法規(guī)，同時(shí)也對(duì)研發(fā)人員提出了技術(shù)需求方面的新挑戰(zhàn)。

 

　　美國3D打印發(fā)展路線

 

　　面臨的問題：

 

　　可用的打印材料成為頗被關(guān)注的領(lǐng)域。當(dāng)前，缺乏針對(duì)于增材制造需求的商業(yè)打印材料，也缺乏針對(duì)于打印要求的材料解決方案服務(wù)能力。

 

　　研究與開發(fā)主要集中在材料開發(fā)、過程監(jiān)控、設(shè)計(jì)優(yōu)化、多材質(zhì)打印、預(yù)測仿真、表面處理、微/納米打印等方面的工作。陶瓷的生物相容性和高熱的應(yīng)用是一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)前已有幾家公司的陶瓷、金屬打印技術(shù)不斷成熟。

 

　　設(shè)備工藝的穩(wěn)定性改進(jìn)及認(rèn)證方面是另一個(gè)挑戰(zhàn)。增材制造仍受材料、工藝和設(shè)備的影響很大。

 

　　重點(diǎn)研發(fā)方向：

 

　　當(dāng)前缺乏足夠的增材制造數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)工具的驗(yàn)證(有限元，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析等)需要在生產(chǎn)環(huán)境中來進(jìn)行可靠性和可重復(fù)性的測試。對(duì)基于經(jīng)驗(yàn)的測試依賴性很高。整個(gè)增材制造行業(yè)呼喚標(biāo)準(zhǔn)化的快速實(shí)現(xiàn)，特別是設(shè)備的可用性和性能規(guī)格。當(dāng)然，過程控制是下一個(gè)挑戰(zhàn)。大多數(shù)加工環(huán)境是封閉條件下進(jìn)行的。目前研究項(xiàng)目也集中在現(xiàn)場過程監(jiān)控，過程控制主要有兩種方式：一種是通過直接熔池?zé)岜O(jiān)控，另一種是通過間接熔池?zé)岜O(jiān)控。

 

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化，正趨向于對(duì)更好的優(yōu)化和仿真工具進(jìn)行研究。新的數(shù)學(xué)理論被應(yīng)用到更好地優(yōu)化仿生物理模型，探索所有的基于過程的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系。增材制造的關(guān)注點(diǎn)也不再局限于輕量化或機(jī)械性能提升等方面，混合材料和復(fù)合打印正在開啟增材制造的又一項(xiàng)潛力。包括粉體性能、熱變形和表面準(zhǔn)備的研究正在為增材制造打開更廣闊的窗口。其他領(lǐng)域的研究和發(fā)展趨勢包括超短激光脈沖，利用空氣動(dòng)力學(xué)聚焦納米級(jí)別的3D打印技術(shù)等。

 

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃：

 

　　看完了這些，我們再來看看美國政府如何規(guī)劃其增材制造的發(fā)展路線,美國政府對(duì)3D打印技術(shù)的推動(dòng)作用主要體現(xiàn)在國家戰(zhàn)略、路線圖、研究計(jì)劃及執(zhí)行3個(gè)層面。在這方面，中國與美國對(duì)比，真是“高佬摔跤——差得遠(yuǎn)啊”。

 

　　在國家戰(zhàn)略層面，奧巴馬總統(tǒng)2011年出臺(tái)了“先進(jìn)制造伙伴關(guān)系計(jì)劃”(AMP)；2012年2月，美國國家科學(xué)與技術(shù)委員會(huì)發(fā)布了《先進(jìn)制造國家戰(zhàn)略計(jì)劃》；2012年3月，奧巴馬又宣布投資10億美元實(shí)施“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃(NNMI)，全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)由15家制造業(yè)創(chuàng)新研究所組成，專注于3D打印和基因圖譜等各種新興技術(shù)，以帶動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新和增長。在這些戰(zhàn)略計(jì)劃中，均將增材制造技術(shù)列為未來美國最關(guān)鍵的制造技術(shù)之一；2012年4月，“增材制造技術(shù)”被確定為首個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新中心；2012年8月，作為“國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃的一部分，位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的美國國家增材制造創(chuàng)新學(xué)會(huì)(簡稱NAMII)成立，美國國防部、能源部和商務(wù)部等5家政府部門共同出資4500萬美元，首筆資金為3000萬美元；俄亥俄州、賓夕法尼亞州和西弗吉尼亞州的企業(yè)、學(xué)校和非營利性組織組成的聯(lián)合團(tuán)體出資4000萬美元，該學(xué)會(huì)共獲得7000萬美元。這一學(xué)會(huì)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由產(chǎn)、學(xué)、研三方成員共同組成的公-私合作研究機(jī)構(gòu)，致力于增材制造技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)，增強(qiáng)國內(nèi)制造業(yè)競爭力，其目前主要研究的三項(xiàng)技術(shù)主題是打印材料特性和效能的研究、資格鑒定和認(rèn)證測試，以及加工能力和過程控制。

 

　　在路線圖層面，美國曾分別于1998年和2009年兩度發(fā)布增材制造技術(shù)路線圖。美國學(xué)界2009年召開的第2個(gè)面向未來10～12年的增材制造技術(shù)研發(fā)路線圖研討會(huì)，匯集了來自學(xué)界、企業(yè)界和政府的65名專家學(xué)者，為增材制造技術(shù)制定未來10～12年的研究指南。該研討會(huì)關(guān)注增材制造技術(shù)在設(shè)計(jì)、工藝建模與控制、材料、生物醫(yī)藥應(yīng)用、能源與可持續(xù)發(fā)展、教育和研發(fā)等各個(gè)方面的未來前景。通過整體評(píng)估認(rèn)定，如果能夠持續(xù)推動(dòng)增材制造技術(shù)走在發(fā)展前沿，那么將創(chuàng)造出更大的發(fā)展機(jī)遇。這份路線圖報(bào)告給出的關(guān)鍵建議是建立美國國家測試床中心(NationalTestBedCenter，NTBC)，推動(dòng)未來該領(lǐng)域的設(shè)備和人力資源發(fā)展，并展示制造研究的概念。在2009路線圖的基礎(chǔ)上，北美焊接和材料結(jié)合工程技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)組織——愛迪生焊接研究所(EdisonWeldingInstitute，EWI)成立了添加制造聯(lián)盟(AMC)，主要目標(biāo)是提高增材制造技術(shù)的成熟度，并以國家為基礎(chǔ)，倡導(dǎo)資助增材制造技術(shù)，將其從目前的新興技術(shù)層面推進(jìn)到主流制造技術(shù)層面。AMC目前包括大型企業(yè)、小型企業(yè)以及政府機(jī)構(gòu)和重要的大學(xué)研究機(jī)構(gòu)等33個(gè)企業(yè)成員與合作組織。

 

　　在研究計(jì)劃及執(zhí)行層面，美國福特走在了前面。福特正在開發(fā)一種高度靈活的新型3D打印制造技術(shù)，福特稱其為自由曲面加工技術(shù)(F3T)，以降低小批量消費(fèi)鈑金零件所需的本錢和時(shí)間。F3T技術(shù)制造三維外形的模具僅僅需求幾個(gè)小時(shí)，一旦投產(chǎn)，原型制造在三日內(nèi)便能夠完成，假如依照傳統(tǒng)辦法，則需要兩到六個(gè)月。而且，F(xiàn)3T技術(shù)也為產(chǎn)品制造提供了更廣的個(gè)性化選擇。但目前F3T技術(shù)仍處于早期階段，僅能提供小范圍應(yīng)用，還無法滿足大批量消費(fèi)。該技術(shù)在航空航天、國防、交通運(yùn)輸和家電行業(yè)中也具有寬廣的應(yīng)用前景。美國能源部計(jì)劃對(duì)新一代產(chǎn)品提供704萬美元的能源補(bǔ)助，以推進(jìn)節(jié)能高效的制造工藝。包括福特和其他協(xié)作者在內(nèi)的五個(gè)創(chuàng)新制造項(xiàng)目，初期展開階段三年，取得了總額為235萬的能源資助。

 

　　歐盟

 

　　在歐盟地七框架計(jì)劃的資助下，名為“3D打印標(biāo)準(zhǔn)化支持行動(dòng)（SASAM）”的項(xiàng)目在今年8月發(fā)布了一份3D打印標(biāo)準(zhǔn)化路線圖。該路線圖旨在作為歐洲標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)模板，其中闡述了標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用及現(xiàn)有3D打印技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的重要性，明確了標(biāo)準(zhǔn)化與優(yōu)先關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)之間的差距，最終有助于產(chǎn)業(yè)發(fā)展符合最佳實(shí)踐。通過與主要的規(guī)范化或標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)保持聯(lián)系，將能確保該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在更加容易產(chǎn)業(yè)化的同時(shí)，又能節(jié)省原料保證質(zhì)量。

 

 

 

　　歐盟3D打印發(fā)展

 

　　在3D打印技術(shù)中金屬材料的3D打印制造技術(shù)是難度最大的，由于金屬的熔點(diǎn)較高、金屬液體固液相變、表面擴(kuò)散以及熱傳導(dǎo)等多種物理過程中復(fù)雜的變量，還要考慮生成的晶體組織是否良好，整個(gè)試件是否均勻、內(nèi)部雜質(zhì)和孔隙的大小等等因素，為此，一般需要激光技術(shù)加以配合，激光的功率和能量分布、激光聚焦點(diǎn)的移動(dòng)速度和路徑、加料速度、保護(hù)氣壓、外部溫度等等。一般而言，激光快速成型需要用高功率的激光照射試件表面，融化金屬粉末，形成液態(tài)的熔池，然后移動(dòng)激光束，熔化前方的粉末而讓后方的金屬液冷卻凝固。周邊需要有送粉裝臵、惰性氣體保護(hù)、噴頭控制等來配套。

 

　　3D打印技術(shù)將支持創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)成本、資源有效的生產(chǎn)，以保持歐盟制造業(yè)的高度競爭力。歐洲3D打印平臺(tái)起草了戰(zhàn)略研究議程，其中強(qiáng)調(diào)了標(biāo)準(zhǔn)化的重要支柱作用，并且最終通過SASAM成功制訂出路線圖。

 

　　歐盟3D打印發(fā)展

 

　　隨著歐盟路線圖的發(fā)布及實(shí)施，3D打印技術(shù)定將成為其最新的關(guān)注方向。與此同時(shí)，作為3D打印技術(shù)的原材料，相關(guān)稀有金屬的需求也將得到拉動(dòng)。而作為全球最大的稀有金屬交易所，泛亞也將會(huì)在收儲(chǔ)、定價(jià)等方面助力國家保持稀有資源大國的地位，助力未來新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和高端制造業(yè)的發(fā)展。

 

　　中國

 

　　緊跟著“工業(yè)4.0”的腳步，我國政府推出了備受矚目的“中國制造2025”。之后又相繼出臺(tái)了不少政策來激勵(lì)國內(nèi)的傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，逐漸向先進(jìn)制造方向過渡。而今年年中，國務(wù)院總理李克強(qiáng)親自開展了“3D打印與先進(jìn)制造專題會(huì)議”，會(huì)中總理耐心聽取了相關(guān)領(lǐng)域最新動(dòng)態(tài)與未來趨勢的報(bào)告。從這些方面我們可以看到，國家對(duì)于增材制造等高新技術(shù)的發(fā)展十分重視。

 

　　但就我國目前的情況來看，雖然許多企業(yè)都相繼推出了其獨(dú)具特色的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)和專利，但是我國畢竟是后起之秀，真正的技術(shù)方面還與美國，歐盟等發(fā)達(dá)國家有一定的差距。

 

　　我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展

 

　　但是，據(jù)目前的情況來分析，中國增材制造的總體趨勢還是一片向好的。由于最近政策的不斷推進(jìn)，3D打印也是廣受支持，而且中國如此大的制造業(yè)市場，未來發(fā)展更是無可限量。因?yàn)樽鳛橹圃旃に嚨娜律?jí)，3D打印具備高效、便利、省時(shí)省力省成本等優(yōu)勢，未來的制造業(yè)還需要在許多方面依靠3D打印來不斷進(jìn)步，緊追發(fā)達(dá)國家的腳步。

 

 

　　我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展

 

　　而且在12月13日，中國工程院院士、西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院院長、“國課第一講”盧秉恒院士做客“創(chuàng)新大講堂”講座上提出3D打印如何與中國制造業(yè)發(fā)展有機(jī)結(jié)合，并系統(tǒng)講述了3D打印發(fā)展歷程、國內(nèi)外現(xiàn)狀、打印原理、主流技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向等內(nèi)容。他認(rèn)為，雖然如今中國制造有了迅猛發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家尚有差距。他又從創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和人才為本兩個(gè)角度為大家講解了中國制造2025，“要做到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，就需要進(jìn)行全社會(huì)的協(xié)同，不僅要將工業(yè)領(lǐng)域的需求同市場相結(jié)合，讓資金向制造業(yè)流動(dòng)，還需要?jiǎng)?chuàng)新協(xié)同的發(fā)展。中國制造2025需要?jiǎng)?chuàng)新人才和創(chuàng)新技術(shù)，只有創(chuàng)新，才是我們走向創(chuàng)新社會(huì)的基礎(chǔ)。”盧秉恒院士并在會(huì)后提出了“兩個(gè)十年”的目標(biāo)規(guī)劃。即，“十年以內(nèi)中國可成為世界3D打印的第二大國；再過十年我們能夠和美國并駕齊驅(qū)。”但目前，中國雖然已走入全球3D打印研發(fā)競賽的行列，但與世界發(fā)達(dá)國家仍然存在很大的差距，需要一代又一代中國人的努力與拼搏。

 

　　印度

 

　　印度3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，市場規(guī)模小且發(fā)展緩慢，3D打印設(shè)備數(shù)量僅占亞洲3D打印設(shè)備保有量的3%。據(jù)了解，印度3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要的發(fā)展推動(dòng)力來自私營企業(yè)，印度政府目前還沒有推出任何支持3D打印發(fā)展的政策措施，而印度中小企業(yè)和微型企業(yè)在經(jīng)濟(jì)中的比例過高(印度84%的制造業(yè)勞動(dòng)力集中在微型企業(yè)和小型企業(yè))，對(duì)于印度企業(yè)而言，3D打印系統(tǒng)較為復(fù)雜且成本昂貴。

 

 

　　盡管如此，印度3D打印方面的需求正在日益增加，并且預(yù)計(jì)隨著3D打印系統(tǒng)變得更快和更容易使用、性價(jià)比更高時(shí)，印度3D打印市場將得到可觀的增長。據(jù)了解，以Imaginariuma、Marcopolo Products和3DPD/Total Prototyping為代表的一些印度企業(yè)在3D打印方面已有突出表現(xiàn)，并且印度的國家研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)啟動(dòng)了3D打印方面的項(xiàng)目，譬如國家設(shè)計(jì)學(xué)院、印度理工學(xué)院、國家時(shí)尚技術(shù)研究所，等等。此外，在公共機(jī)構(gòu)方面，印度增材制造聯(lián)盟也在積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，通過組織會(huì)議等方式提高產(chǎn)業(yè)意識(shí)。

 

　　印度3D打印

 

　　印度的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在3D打印軟件開發(fā)方面較為成功，許多研究已經(jīng)轉(zhuǎn)化為成果。據(jù)3D打印在線了解，印度開發(fā)的3D打印軟件可用于制造模型、計(jì)算切片厚度、通過醫(yī)學(xué)圖像創(chuàng)建3D物體(IRM技術(shù))等等。

 

　　印度3D打印產(chǎn)業(yè)目前主要的問題一是企業(yè)需使用進(jìn)口設(shè)備，二是在3D打印粉末原材料方面對(duì)外依賴度過高。

 

　　3D打印應(yīng)用案例印度3D打印應(yīng)用主要集中在醫(yī)療、首飾和汽車領(lǐng)域，3D打印技術(shù)主要被當(dāng)成是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和完善產(chǎn)品的工具。

 

　　1.汽車領(lǐng)域

 

　　3D打印最先被應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，因?yàn)橛《鹊钠嚠a(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，大型企業(yè)除了有如福特、日產(chǎn)等跨國公司外，還有本土企業(yè)——塔塔汽車公司。印度一級(jí)方程式賽車公司Sahara Force India與全球3D打印巨頭公司3D Systems合作，計(jì)劃將3D打印運(yùn)用到汽車制造中，以此減少零部件的生產(chǎn)時(shí)間。

 

　　2.電子領(lǐng)域

 

　　位于印度金奈的Salcomp公司是印度手機(jī)電源和充電插頭領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，也應(yīng)用3D打印生產(chǎn)產(chǎn)品，但打印設(shè)備需從德國EOS公司進(jìn)口。

 

　　3.建筑領(lǐng)域

 

　　同樣位于金奈的Ikis公司是一家建筑模型服務(wù)公司，據(jù)3D打印在線了解，該公司從2010年開始就使用美國Z Corporation公司的3D打印技術(shù)生產(chǎn)各種的3D建筑模型。

 

　　4.石油領(lǐng)域

 

　　Wipro Technologies公司位于班加羅爾，是一家成立于1980年的信息技術(shù)服務(wù)公司，主要給國防領(lǐng)域提供精密制造和液壓元器件服務(wù)。據(jù)了解該公司與空客集團(tuán)的子公司CESA公司簽署了3D打印技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，可生產(chǎn)鈦金屬產(chǎn)品提供給石油和天然氣行業(yè)使用。

 

　　企業(yè)地理分布情況印度從事3D打印研究的公共機(jī)構(gòu)和企業(yè)分布較廣。據(jù)了解，普迦大區(qū)和盧迪亞納、阿密薩兩個(gè)城市研究機(jī)構(gòu)分布最多，其次是克勒格布爾、金奈、班加羅爾、印多爾，最后是德里(兩家研究機(jī)構(gòu)以及一家企業(yè))和海德巴拉(一家企業(yè)和一個(gè)研究機(jī)構(gòu))。但印度的東部地區(qū)基本沒有3D打印方面的研究機(jī)構(gòu)或者企業(yè)。

 

　　新加坡

 

　　據(jù)了解，新加坡對(duì)增材制造技術(shù)的研究始于上世紀(jì)90年代，新加坡南洋理工大學(xué)機(jī)械工程和航空學(xué)院的Chua Chee Kai教授是亞洲3D打印技術(shù)領(lǐng)域的先驅(qū)，在他的影響下以及新加坡政府的支持下，增材制造在新加坡獲得了快速的發(fā)展，并成為新加坡發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。

 

　　1.國家政策。2013年，新加坡貿(mào)易與工業(yè)部發(fā)布了《國家制造發(fā)展計(jì)劃》，增材制造作為未來技術(shù)發(fā)展關(guān)鍵領(lǐng)域之一被列入計(jì)劃中。據(jù)了解，新加坡政府決定在未來五年內(nèi)投資5億美元發(fā)展增材制造技術(shù)，為3D打印領(lǐng)域的企業(yè)創(chuàng)造良好環(huán)境，由經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會(huì)負(fù)責(zé)資金管理。

 

　　據(jù)了解，2013年12月，新加坡科技研究局A*STAR推出增材制造特別計(jì)劃，由新加坡制造技術(shù)研究所牽頭，南洋理工大學(xué)、新加坡材料工程研究所、新加坡高性能計(jì)算研究所參加，經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會(huì)提供資金支持。該計(jì)劃選出了六大關(guān)鍵技術(shù)，分別是激光輔助增材制造(LAAM)、選擇性激光熔融(SLM)、電子束熔融(EBM)、聚合物噴射技術(shù)(Polyjet)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)和光固化(SLA)，所有研究項(xiàng)目均有產(chǎn)業(yè)界加入。

 

　　新加坡3D打印產(chǎn)業(yè)

 

　　此后，南洋理工大學(xué)獲得了經(jīng)濟(jì)發(fā)展委員會(huì)3000萬美元的支持，以建立3D打印中心。這一中心既為3D打印領(lǐng)域的工程師和研究人員提供培訓(xùn)，也為材料、工業(yè)和軟件方面的研發(fā)提供支持。

 

 

　　2.產(chǎn)業(yè)情況。新加坡3D打印產(chǎn)業(yè)主要集中在中南部地區(qū)。目前有六個(gè)研究機(jī)構(gòu)在3D打印領(lǐng)域最具代表性，分別是材料工程研究所、南洋理工學(xué)院、南洋理工大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、義安理工學(xué)院和新加坡制造技術(shù)研究所，據(jù)3D打印在線了解，其中南洋理工學(xué)院、南洋理工大學(xué)和新加坡制造技術(shù)研究所三個(gè)研究所主要從事金屬材料的3D打印制造技術(shù)研究，這也是新加坡3D打印研究成果最多的三個(gè)院校。代表企業(yè)是TEC Electronics Singapore。

 

　　3.金屬材料制造技術(shù)。由于新加坡對(duì)于醫(yī)療、航空和汽車領(lǐng)域的3D打印技術(shù)應(yīng)用較為重視，據(jù)了解目前，新加坡科技研究局和新加坡制造技術(shù)研究所已經(jīng)研發(fā)出了激光輔助增材制造(LAAM)技術(shù)，而其他的研究機(jī)構(gòu)(南洋理工大學(xué)和南洋理工學(xué)院)也在其他金屬材料打印技術(shù)方面有所研究。但金屬粉末床熔融工藝方面，新加坡還需依靠國外的技術(shù)。

 

　　4.原材料。據(jù)了解，新加坡在3D打印原材料方面對(duì)外國依賴度較高，金屬粉末主要依靠國外進(jìn)口。據(jù)了解，新加坡的公共機(jī)構(gòu)主要開展一些常見粉末(特別是鈦粉)的研發(fā)。

 

　　5.應(yīng)用研究。新加坡研究機(jī)構(gòu)對(duì)3D打印的應(yīng)用研究主要集中在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是假肢以及用于藥物遞送的多孔材料(由SLS技術(shù)制造)。據(jù)了解，南洋理工學(xué)院、南洋理工大學(xué)和新加坡制造技術(shù)研究所的研究主要集中在軟件領(lǐng)域。 國際合作。新加坡與美國、英國以及伊朗均開展了3D打印方面的合作。

 

　　俄羅斯

　　據(jù)我們之前發(fā)布的文章中不難看出，俄羅斯在3D打印領(lǐng)域的某些技術(shù)上處于國際領(lǐng)先地位，今年3月份，一家名叫“3D Bioprinting Solutions”的公司，利用自己的生物打印技術(shù)，成為世界上第一個(gè)為動(dòng)物3D打印甲狀腺的公司，而他們的最終目標(biāo)是成功將其甲狀腺移植到老鼠身上，治療患有“甲狀腺功能減退”這種疾病的老鼠。 雖然目前俄羅斯并未推出任何關(guān)于3D打印方面的國家戰(zhàn)略，也沒有將3D打印列入國家關(guān)鍵發(fā)展技術(shù)名單，但已開始支持建設(shè)3D打印技術(shù)中心，并在重工業(yè)發(fā)展較好的地區(qū)也推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 

 

 

　　企業(yè)地理分布俄羅斯3D打印企業(yè)地理分布比較集中。據(jù)3D打印在線了解，首先是莫斯科地區(qū)，大部分增材制造領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)都集中在這一地區(qū)，據(jù)了解，莫斯科國立大學(xué)、國家科學(xué)技術(shù)大學(xué)、核工業(yè)研究大學(xué)等著名高校。其次是烏拉爾地區(qū)和西伯利亞地區(qū)，這兩個(gè)地區(qū)聚集了許多研究機(jī)構(gòu)，包括一些在航空領(lǐng)域頂尖的機(jī)構(gòu)，并且教育和科學(xué)部及地方政府還將出資在這兩個(gè)地區(qū)新建一批3D打印技術(shù)中心。

 

 

　　技術(shù)發(fā)展情況俄羅斯在激光領(lǐng)域的許多研究機(jī)構(gòu)與德國的機(jī)構(gòu)齊名，據(jù)了解在全球處于領(lǐng)先地位，著名的光纖激光器供應(yīng)商IPG Photonics公司就是來源于俄羅斯。因此，盡管3D打印領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)數(shù)量不多，但由于激光和3D打印機(jī)之間的特殊聯(lián)系使得俄羅斯企業(yè)在這一領(lǐng)域占據(jù)了全球戰(zhàn)略性地位，在一些技術(shù)領(lǐng)域，如粉末床熔融技術(shù)、直接金屬激光燒結(jié)技術(shù)(DMLS)和選擇性激光熔化成型技術(shù)(SLM)等，俄羅斯處于世界領(lǐng)先的地位。

 

　　此外，俄羅斯的研究機(jī)構(gòu)還在研究3D打印領(lǐng)域的尖端應(yīng)用，如通過選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)使用金屬納米粒子打印燃料電池和氫蓄電池(俄羅斯科學(xué)院);醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，如通過激光近形技術(shù)(LENS)打印基于鈦和鎳的多孔材料輸送藥物(列別捷夫物理研究所)、通過選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)打印蛋白植入物(激光與信息技術(shù)研究所)、與巴西和拉脫維亞合作實(shí)現(xiàn)了器官打印等。

 

　　在原材料方面，俄羅斯激光與信息技術(shù)研究所以及基礎(chǔ)研究基金會(huì)實(shí)現(xiàn)了石膏粉末和砂巖粉末混合物的研發(fā);國家科學(xué)和技術(shù)大學(xué)開展了適用于Z Corporation公司機(jī)器的砂巖粉末替代品的研發(fā);羅蒙諾索夫莫斯科國立大學(xué)實(shí)現(xiàn)了使用基于堿金屬材料的3D打印;還有研究人員開始分析激光和粉末質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的影響，以尋求自主生產(chǎn)。

 

　　3D打印中心建設(shè)3D打印中心建設(shè)項(xiàng)目主要有兩個(gè)，其中一個(gè)是俄羅斯教育和科學(xué)部支持的技術(shù)中心，另一個(gè)是俄羅斯國家工業(yè)和科技集團(tuán)(ROSTEC)戰(zhàn)略投資基金支持的3D打印工廠。

 

　　教育和科學(xué)部支持建設(shè)的第一個(gè)增材制造技術(shù)中心位于葉卡捷琳堡烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)，教育和科學(xué)部提供150萬歐元資金支持，但因?yàn)樵擁?xiàng)目第一階段預(yù)算達(dá)2400萬歐元，因此其余的資金需要由烏拉爾地區(qū)的企業(yè)籌集。

 

　　同時(shí)，俄羅斯政府還計(jì)劃在其他大學(xué)內(nèi)建立類似的技術(shù)中心，大多數(shù)技術(shù)中心將位于莫斯科，據(jù)了解，包括莫斯科物理技術(shù)學(xué)院、莫斯科國立科技大學(xué)和莫斯科工程物理學(xué)院等大學(xué)校內(nèi)，其余的將選擇放在喀山、圣彼得堡、弗拉基米爾和Irkousk等城市。

 

　　OSTEC基金計(jì)劃通過子公司Shvabe光學(xué)儀器控股集團(tuán)支持建設(shè)一個(gè)3D打印工廠，據(jù)了解，該工廠位于克拉斯諾戈?duì)査箍耍饕婕袄?D打印制造數(shù)碼相機(jī)零部件、攝像機(jī)鏡頭、醫(yī)用光學(xué)儀器等。

 

　　除了聯(lián)邦政府支持的項(xiàng)目外，俄羅斯地方政府也在積極支持3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)了解，沃羅涅日地方政府計(jì)劃在Maslovsky技術(shù)園區(qū)設(shè)立一個(gè)增材制造生產(chǎn)中心，旨在推動(dòng)工業(yè)領(lǐng)域3D打印應(yīng)用的發(fā)展，提高俄羅斯3D打印產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。葉卡捷琳堡地區(qū)將建立一個(gè)激光和增材制造工程中心，目前項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入第二階段，該工程中心的目標(biāo)是到2017年獲得上百個(gè)專利、培養(yǎng)600名增材制造領(lǐng)域的大學(xué)生、推出50多個(gè)增材制造項(xiàng)目、營業(yè)額達(dá)460萬歐元。

 

　　俄羅斯3D打印發(fā)展

 

　　國際合作俄羅斯3D金屬打印方面的所有研究基本依靠國際合作，主要合作的國家是法國，其次是美國和澳大利亞。

 

　　列別捷夫物理研究所與法國合作制造出了用于醫(yī)療應(yīng)用的鎳鈦合金3D零件;莫斯科國立工藝大學(xué)(斯坦金)與法國合作開發(fā)了冷噴涂和多種材料(納米晶、鈦、銅)的沉積技術(shù);西伯利亞國家航天大學(xué)與美國和澳大利亞在航空航天領(lǐng)域的3D打印應(yīng)用展開了合作，技術(shù)領(lǐng)先俄羅斯其他機(jī)構(gòu)。

 

　　韓國

 

　　早在去年夏天，就有消息稱韓國政府要制訂助推3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的十年戰(zhàn)略規(guī)劃。近期，據(jù)韓國科技、ICT與發(fā)展規(guī)劃部與貿(mào)易、工業(yè)和能源部的官員透露了更多關(guān)于此戰(zhàn)略的信息。在韓國電子時(shí)代舉辦的政策研討會(huì)上，一些國會(huì)議員和上述部門的官員透露，韓國政府打算將國內(nèi)3D打印行業(yè)作為下一個(gè)經(jīng)濟(jì)增長的新領(lǐng)域與就業(yè)來源。韓國    要成為全球3D打印業(yè)規(guī)模最大、最具創(chuàng)新性的區(qū)域之一，并希望通過將其與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及電子商務(wù)行業(yè)進(jìn)行有效整合來實(shí)現(xiàn)。

 

 

 

　　日前，韓國政府宣布成立3D打印工業(yè)發(fā)展委員會(huì)，該委員會(huì)由韓國十幾家部位的官員組成。另外，韓國政府批準(zhǔn)了一份旨在使韓國在3D打印領(lǐng)域爭取領(lǐng)先位置的總體規(guī)劃。該規(guī)劃的目標(biāo)包括到2020年培養(yǎng)1000萬創(chuàng)客（Maker），并在全國范圍內(nèi)建立3D打印基礎(chǔ)設(shè)施。此外，天工社也曾報(bào)道過，今年4月份，韓國政府投資24億韓元建立3D打印中心，為中小企業(yè)提供3D打印設(shè)施和員工培訓(xùn)。

 

　　目前，全球3D打印市場份額韓國僅2.3%，排名第七，排在法國之后。韓國政府希望加大投入迎頭趕上。那么，韓國打算如何培養(yǎng)千萬具有創(chuàng)造性的創(chuàng)客？

 

　　韓國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線

 

　　為了實(shí)現(xiàn)這一艱巨的目標(biāo)，韓國3D打印工業(yè)發(fā)展委員會(huì)將針對(duì)各個(gè)層次的民眾制訂相應(yīng)的3D打印培訓(xùn)課程，包括從小學(xué)到成人。他們將在全國范圍內(nèi)提供3D打印教育資源，包括課程開發(fā)，以及為貧困人口提供相應(yīng)的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施。這一雄心勃勃的計(jì)劃還提出要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)接觸3D打印技術(shù)就像去一個(gè)咖啡館那么方便的社會(huì)環(huán)境，使3D打印真正融入民眾的生活。該計(jì)劃準(zhǔn)備到2017年，將在韓國國內(nèi)50%的學(xué)校放置3D打印機(jī)。

 

　　除了專注于教育，該計(jì)劃還強(qiáng)調(diào)該技術(shù)在企業(yè)家和商界人士中的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼?，政府正在協(xié)調(diào)軟件供應(yīng)商、地方機(jī)構(gòu)和民營企業(yè)建立工作坊，向150萬商務(wù)人士介紹3D打印技術(shù)。

 

　　該計(jì)劃稱政府部門也會(huì)采取相應(yīng)措施支持韓國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展。韓國政府將承擔(dān)部分費(fèi)用建立一個(gè)國家3D打印綜合門戶網(wǎng)站，以提供各種信息支持服務(wù)。它還將為3D打印數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)通用內(nèi)容標(biāo)識(shí)符（UCI）系統(tǒng)，其作用有點(diǎn)像圖書館里識(shí)別和區(qū)分出版物的索引編碼，希望促使信息在用戶間自由移動(dòng)，同時(shí)適當(dāng)保障知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

 

　　日本

 

　　在亞洲日本的3D打印規(guī)模甚至超越了中國，但是最最主要的3D打印技術(shù)及龍頭企業(yè)仍集中在歐美。為此日本政府也采取了相應(yīng)的政策來支持3D打印產(chǎn)業(yè)，以防在未來制造業(yè)中落伍。

 

 

 

　　1、日本新增45億日元預(yù)算促進(jìn)“3D打印機(jī)”研發(fā)

 

　　近日，日本政府決定新增45億日元財(cái)政預(yù)算，促進(jìn)新一代“3D打印機(jī)”的研究開發(fā)。

 

　　據(jù)悉，8月26日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省確定了2014年度預(yù)算的概算要求政策框架。為促進(jìn)“3D打印機(jī)”研發(fā)，日本政府將新增45億日元財(cái)政預(yù)算。日本2014年度預(yù)算的概算總額為1兆7470億日元，比2013年度最初預(yù)算增加22%。

 

　　日本3D打印

 

　　作為成長戰(zhàn)略的支柱，日本在健康長壽領(lǐng)域的財(cái)政概算為174億日元；致力于人工多功能干細(xì)胞量產(chǎn)技術(shù)實(shí)用化事業(yè)的概算為25億日元；內(nèi)視鏡開發(fā)醫(yī)療機(jī)器事業(yè)的概算為43億日元。

 

　　另外，日本建立醫(yī)療研發(fā)“指揮塔”國立保健研究所的財(cái)政概算也達(dá)到208億日元。

 

　　2、日本成立“3D打印機(jī)”研究會(huì)

 

　　日本近畿地區(qū)2府4縣與福井縣的商工會(huì)議所22日成立了探討運(yùn)用“3D打印機(jī)”的研究會(huì)。

 

　　報(bào)道稱，“3D打印機(jī)”如若普及，生產(chǎn)模具的中小企業(yè)工作恐將減少。研究會(huì)將思考中小企業(yè)如何發(fā)揮“3D打印機(jī)”的作用，以加強(qiáng)國際競爭力。

 

　　研究會(huì)22日在大阪商工會(huì)議所召開了首次會(huì)議。大阪府商工勞動(dòng)部主任研究員松下隆在會(huì)上介紹了德國制造商把“3D打印機(jī)”模具與普通模具結(jié)合起來的成功事例。他強(qiáng)調(diào)，“這將成為中小企業(yè)做產(chǎn)品更為多樣化的機(jī)會(huì)。”

 

　　另一方面，松下隆指出，現(xiàn)階段也存在完成相關(guān)立體數(shù)據(jù)的技術(shù)人員不足等課題。

 

　　研究會(huì)由39個(gè)商工會(huì)議所參加。今后將匯總中小企業(yè)的意見等，年內(nèi)召開相關(guān)研討會(huì)。

 

　　3．日本各大巨頭企業(yè)紛紛“入駐”3D打印

 

　　除了成立相關(guān)的3D產(chǎn)業(yè)組織，同時(shí)日本政府也對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)在財(cái)政上大力支持，也有不少企業(yè)開始進(jìn)入3D打印領(lǐng)域。

 

　　早在2012年12月，日本的撲翼機(jī)廠商設(shè)計(jì)和建造出一個(gè)令人印象深刻的3D打印飛行爬蟲。在Autodesk 123D中創(chuàng)建三維模型及主要部件，然后通過Shapeways進(jìn)行3D打印。最近，該工作室的一項(xiàng)研究再次引起了業(yè)內(nèi)的關(guān)注，就是使用桌面3D打印機(jī)打印撲翼飛機(jī)。

 

　　而且日本電器產(chǎn)業(yè)巨頭松下公司也宣布今后將全面借助3D打印技術(shù)，來研發(fā)其數(shù)碼家電產(chǎn)品。這也是繼今年美國CES展上的4K OLED電視，首次“試水”3D打印技術(shù)以來的全面動(dòng)向。據(jù)悉，松下此舉意在削減研發(fā)成本，并對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)效率進(jìn)行有效提升。

 

　　近日，松下電器現(xiàn)高層日前表示，公司正在計(jì)劃將可高效生產(chǎn)樹脂和金屬部件的3D打印機(jī)應(yīng)用于家用電器制造生產(chǎn)，一旦成行，這將是3D打印機(jī)首次應(yīng)用于家電量產(chǎn)。而相比傳統(tǒng)技術(shù)模具制造一個(gè)多月的周期，利用3D打印技術(shù)將會(huì)讓制造時(shí)間大大縮短，這也會(huì)直接讓松下電器的模具生產(chǎn)成本，得到上百億日元的縮減。

 

　　然而，日本制造業(yè)巨頭們的行動(dòng)還不只如此。上月，據(jù)國外媒體報(bào)道，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)巨頭東芝也改行做起了3D打印，東芝看中了3D打印強(qiáng)大的設(shè)計(jì)制造功能，并試圖將其大量用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。東芝宣稱其最新的3D打印技術(shù)比現(xiàn)在的打印速度快10倍，并且精度頗高，與美國科技巨頭惠普公司的多射流熔融技術(shù)有得一拼。然而，日本的對(duì)3D打印的關(guān)注還不止如此，可能還存在著更多的潛在發(fā)展不為人知。

 

　　結(jié)語：面對(duì)世界各國快速發(fā)展3D打印的重重壓力，我國的3D打印產(chǎn)業(yè)面臨著“十面埋伏”的困境。故此，如果仍然不能跟上國際步伐，我國制造業(yè)將岌岌可危。但我們不能因此而喪失信心，要保持居安思危的一種心態(tài)來面對(duì)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展。雖然目前國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于“入門級(jí)”發(fā)展階段，但這并不會(huì)影響其隱藏的巨大潛力。但這塊肥沃土地的開發(fā)，不僅需要我國各大3D打印企業(yè)去辛勤耕耘，還需要國家政策與體制的大力支持，以構(gòu)建一個(gè)優(yōu)良的“3D打印生態(tài)圈”，加速我國3D打印技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，才能真正做到將發(fā)展“中國制造2025”落到實(shí)處。