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3D打印入选863计划 新形势下如何突破发展瓶颈

2019-06-13 14:09栏目:投资
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  2013年以来,有关3D打印的利好消息不断。4月,科技部发布《国家高技术研究发展计划(863计划)》和《国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》,3D打印首次入选。

  国庆前夕,中共中央政治局以实施创新驱动发展战略为题举行第九次集体学习,学习期间,中央领导专门考察了中关村3D打印相关研发和生产企业。

  此外,据媒体报道,为加快推动3D打印制造技术的研发和产业化,工业和信息化部正在酝酿顶层设计和统筹规划,准备制定支持3D打印产业发展的专项政策。

  种种迹象表明,中国3D打印产业正迎来新一轮发展机遇。

  中国起步并不晚

  3D打印技术诞生于上世纪80年代,其原理是以数字模型为基础,运用粉末状材料,通过逐层打印的方式来构建物品。2012年,旨在重振美国制造业的制造业创新国家网络将3D打印作为首个发展方向,英国《经济学人》杂志也发表文章称,3D打印是第三次工业革命的重要标志,在多方力量共同推动下,从前不温不火的3D打印变得炙手可热。

  根据最新的报告显示,2010~2012年,3D打印市场的复合年增长率为27.4%,2012年市场规模为22.04亿美元,约合135亿元人民币。

  值得注意的是,3D打印技术在中国的起步并不晚。上世纪90年代,西安交通大学、华中科技大学和清华大学等高校就已经开始进行3D打印领域的研究。截至今年5月,国内已经有40多家从事3D打印技术的上下游企业和科研单位。

  在过去30多年的发展过程中,3D打印技术已经在航空航天、汽车、生物医学等领域广泛应用。我国也取得了一系列进展。

  1993年以来,中国工程院院士、快速制造国家工程研究中心主任卢秉恒率先在国内开拓光固化快速成型制造系统研究,开发出具有国际首创的紫外光快速成型机及有国际先进水平的机、光、电一体化快速制造设备和专用材料。

  北京航空航天大学教授王华明率领的团队历经20年的研究,在国际上首次全面突破了钛合金等难加工大型复杂整体关键构件激光成型工艺、成套装备和应用关键技术。

  中科院重庆绿色智能技术研究院3D打印技术中心开发出液体光敏树脂紫外固化技术,打印精度能够达到微米良机。另外,该中心正在研发一项跨尺度高精度打印,将大面积的快速打印和局部的精细打印相结合,从而满足客户的特定需求。

  不能单打独斗

  虽然我国3D打印起步不算晚,也有了一定的进展,但从目前发展情况来看,我国的3D打印技术还有多方面瓶颈待突破。

  首先是设备问题。目前,国内的3D打印设备和国外相比可靠性较弱,一些高端设备和关键部件在国产化方面也需进一步努力。其次,国内3D打印技术还面临着材料的难题,一些材料的配比未能掌握,一些试验需要的材料还需要从国外进口。

  此外,我国3D打印技术的市场也需要进一步拓展。据报告显示,2012年全球3D打印的市场规模为21亿美元,而中国3D打印市场规模只有10亿元人民币。

  要想抓住3D打印技术的发展契机,首先应该突破和掌握3D打印的核心技术,比如智能终端、扫描仪器等设备的精度、速度,掌握更为丰富的材料,如智能材料、功能材料、复合材料,及多种金属材料直接成型,还要推进3D打印设计软件、工程软件、制造软件和控制系统的开发应用。这样才能掌握3D打印全产业链的自主权,避免沦为产业链低端,仅仅作为廉价劳动和加工制造基地。

  而要想实现上述技术的突破,我国3D打印产业需要加强资源整合,走抱团发展、集群发展之路。长期以来,3D打印行业小而散,相互之间各自为政,设备、软件、材料、工艺等都需要自己研究,没有团结起来,不能形成一种合力。因此,3D打印需要创新科研机制的支撑,研发机构应该各有分工,相互补充。

  2012年10月,中国3D打印技术产业联盟成立。该联盟在南京等城市集中优势资源建设中国3D打印技术产业创新中心,将从事3D打印技术研发的科研单位和企业整合起来,形成合力,通过行业抱团发展的模式逐步打开市场。

  今年8月,中国3D打印研究院在南京成立。该研究院将集成国内外研发力量,重点开展医疗康复、航空制造、航天科技(000901,股吧)、汽车研发、生物制造等领域3D打印工艺、装备、材料、应用等产业化技术研发,逐渐实现技术转化。

  上述进展说明,我国3D打印正从以往的单打独斗,转而形成整体合力,这将有助于推动我国3D打印行业资源整合、标准建立以及国际间的对话交流。

  应与传统产业相融合

  3D打印技术在文化创意、生物医学和工业等领域具有广泛应用。而我们看到,在过去的30多年里,3D打印技术之所以未产生太大影响,一个很重要的原因,就是用户和企业对3D打印技术缺乏足够的信心,市场需求始终没有起来。

  与传统制造的大规模、大批量的加工制造相比,3D打印在少批量、小尺寸、高精度、造型复杂的零部件元器件的加工制造方面更具优势。因此,3D打印可以与传统产业优势互补,融合发展,开发出适合传统制造业所需要的技术和产品,帮助传统产制造业改进生产工艺,从而为传统制造业的创新发展注入新的活力和动力。

  此外,发展3D打印这项新兴技术,仅凭热情是不够的。目前,面对3D打印的广阔前景,各地纷纷兴建3D打印产业园,并出台各项优惠政策,面对这一现状,我们应该进行科学规划布局,避免在发展初期一哄而上,形成恶性竞争,重蹈光伏行业的覆辙。

  当前全球经济持续低迷,外需疲软,内需不振,制造企业在新一轮经济起飞中扮演着重要角色。牵住3D打印这个牛鼻子,使其在产业升级和结构调整中发挥作用,将为传统制造业的发展带来新的希望。