2013年以來,有關3D打印的利好消息不斷。
4月,科技部發(fā)布《國家高技術研究發(fā)展計劃(863“計劃”)》和《國家科技支撐計劃制造領域2014年度備選項目征集指南》,3D打印首次入選。
國慶前夕,中共中央政治局以實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略為題舉行第九次集體學習,學習期間,中央領導專門考察了中關村3D打印相關研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)。
此外,據(jù)媒體報道,為加快推動3D打印制造技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,工業(yè)和信息化部正在醞釀頂層設計和統(tǒng)籌規(guī)劃,準備制定支持3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項政策。
種種跡象表明,中國3D打印產(chǎn)業(yè)正迎來新一輪發(fā)展機遇。
中國起步并不晚
3D打印技術誕生于上世紀80年代,其原理是以數(shù)字模型為基礎,運用粉末狀材料,通過逐層打印的方式來構建物品。2012年,旨在重振美國制造業(yè)的“制造業(yè)創(chuàng)新國家網(wǎng)絡”將3D打印作為首個發(fā)展方向,英國《經(jīng)濟學人》雜志也發(fā)表文章稱,3D打印是第三次工業(yè)革命的重要標志,在多方力量共同推動下,從前不溫不火的3D打印變得炙手可熱。
根據(jù)最新的報告顯示,2010~2012年,3D打印市場的復合年增長率為27.4%,2012年市場規(guī)模為22.04億美元,約合135億元人民幣。
值得注意的是,3D打印技術在中國的起步并不晚。上世紀90年代,西安交通大學、華中科技大學和清華大學等高校就已經(jīng)開始進行3D打印領域的研究。截至今年5月,國內已經(jīng)有40多家從事3D打印技術的上下游企業(yè)和科研單位。
在過去30多年的發(fā)展過程中,3D打印技術已經(jīng)在航空航天、汽車、生物醫(yī)學等領域廣泛應用。我國也取得了一系列進展。
1993年以來,中國工程院院士、快速制造國家工程研究中心主任盧秉恒率先在國內開拓光固化快速成型制造系統(tǒng)研究,開發(fā)出具有國際首創(chuàng)的紫外光快速成型機及有國際先進水平的機、光、電一體化快速制造設備和專用材料。
北京航空航天大學教授王華明率領的團隊歷經(jīng)20年的研究,在國際上首次全面突破了鈦合金等難加工大型復雜整體關鍵構件激光成型工藝、成套裝備和應用關鍵技術。
中科院重慶綠色智能技術研究院3D打印技術中心開發(fā)出液體光敏樹脂紫外固化技術,打印精度能夠達到微米良機。另外,該中心正在研發(fā)一項跨尺度高精度打印,將大面積的快速打印和局部的精細打印相結合,從而滿足客戶的特定需求?!〔荒?ldquo;單打獨斗”
雖然我國3D打印起步不算晚,也有了一定的進展,但從目前發(fā)展情況來看,我國的3D打印技術還有多方面瓶頸待突破。
首先是設備問題。目前,國內的3D打印設備和國外相比可靠性較弱,一些高端設備和關鍵部件在國產(chǎn)化方面也需進一步努力。其次,國內3D打印技術還面臨著材料的難題,一些材料的配比未能掌握,一些試驗需要的材料還需要從國外進口。
此外,我國3D打印技術的市場也需要進一步拓展。據(jù)報告顯示,2012年全球3D打印的市場規(guī)模為21億美元,而中國3D打印市場規(guī)模只有10億元人民幣。
要想抓住3D打印技術的發(fā)展契機,首先應該突破和掌握3D打印的核心技術,比如智能終端、掃描儀器等設備的精度、速度,掌握更為豐富的材料,如智能材料、功能材料、復合材料,及多種金屬材料直接成型,還要推進3D打印設計軟件、工程軟件、制造軟件和控制系統(tǒng)的開發(fā)應用。這樣才能掌握3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈的自主權,避免淪為產(chǎn)業(yè)鏈低端,僅僅作為廉價勞動和加工制造基地。
而要想實現(xiàn)上述技術的突破,我國3D打印產(chǎn)業(yè)需要加強資源整合,走抱團發(fā)展、集群發(fā)展之路。長期以來,3D打印行業(yè)“小而散”,相互之間各自為政,設備、軟件、材料、工藝等都需要自己研究,沒有團結起來,不能形成一種合力。因此,3D打印需要創(chuàng)新科研機制的支撐,研發(fā)機構應該各有分工,相互補充。
2012年10月,中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立。該聯(lián)盟在南京等城市集中優(yōu)勢資源建設中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心,將從事3D打印技術研發(fā)的科研單位和企業(yè)整合起來,形成合力,通過行業(yè)抱團發(fā)展的模式逐步打開市場。
今年8月,中國3D打印研究院在南京成立。該研究院將集成國內外研發(fā)力量,重點開展醫(yī)療康復、航空制造、航天科技(000901,股吧)、汽車研發(fā)、生物制造等領域3D打印工藝、裝備、材料、應用等產(chǎn)業(yè)化技術研發(fā),逐漸實現(xiàn)技術轉化。
上述進展說明,我國3D打印正從以往的單打獨斗,轉而形成整體合力,這將有助于推動我國3D打印行業(yè)資源整合、標準建立以及國際間的對話交流?!c傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相融合
3D打印技術在文化創(chuàng)意、生物醫(yī)學和工業(yè)等領域具有廣泛應用。而我們看到,在過去的30多年里,3D打印技術之所以未產(chǎn)生太大影響,一個很重要的原因,就是用戶和企業(yè)對3D打印技術缺乏足夠的信心,市場需求始終沒有起來。
與傳統(tǒng)制造的大規(guī)模、大批量的加工制造相比,3D打印在少批量、小尺寸、高精度、造型復雜的零部件元器件的加工制造方面更具優(yōu)勢。因此,3D打印可以與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢互補,融合發(fā)展,開發(fā)出適合傳統(tǒng)制造業(yè)所需要的技術和產(chǎn)品,幫助傳統(tǒng)產(chǎn)制造業(yè)改進生產(chǎn)工藝,從而為傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力和動力。
此外,發(fā)展3D打印這項新興技術,僅憑熱情是不夠的。目前,面對3D打印的廣闊前景,各地紛紛興建3D打印產(chǎn)業(yè)園,并出臺各項優(yōu)惠政策,面對這一現(xiàn)狀,我們應該進行科學規(guī)劃布局,避免在發(fā)展初期一哄而上,形成惡性競爭,重蹈光伏行業(yè)的覆轍。
當前全球經(jīng)濟持續(xù)低迷,外需疲軟,內需不振,制造企業(yè)在新一輪經(jīng)濟起飛中扮演著重要角色。牽住3D打印這個“牛鼻子”,使其在產(chǎn)業(yè)升級和結構調整中發(fā)揮作用,將為傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展帶來新的希望。
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