3D打印相比于傳統制造工藝對材料處理方式為“減法”的觀念,3D打印對材料的處理方式為“加法”,是一種通過分層材料“自下而上”疊加的制造工藝。這項技術由Charles Hull于1986年在被稱為立體光固化(SLA)過程中開發出來,隨后又發展出粉末床熔融、熔融沉積成型(FDM)、噴墨印刷和輪廓加工(CC)等相關技術。3D打印涉及各種技術、材料和設備,而技術作為3D打印發展過程中***重要的影響因素之一,是3D打印的核心。經過多年的不斷發展,3D打印已廣泛應用于不同行業,而相對應的技術也是種類繁多,本文對目前比較常見的3D打印技術進行歸納和分析,并總結出該技術未來可能的發展方向。
3D打印,即快速成型技術的一種,是在數字化模型文件的基礎上,利用金屬或塑料等可粘結材料,采用分層打印的方法,對物體進行結構構造。通常,3D打印都是用數字材料打印機實現的。主要應用于模具制造、工業設計等領域,后來逐漸應用于某些產品的直接制造,并用這種技術打印了一些零件。這項技術已經在珠寶、鞋業、工業設計、建筑、工程和建筑業、汽車、航空、牙科和醫療界、教育、地理信息系統、土木工程、槍械等領域得到了應用。
當前,我國3D打印產業還處于發展初期,其產業鏈的形成主要包括原料加工、設備制造到***終打印應用和服務三個環節。現已發展成為銀禧科技(塑料)、瑞熙鈦業(鈦及鈦合金)、鉑力特(金屬)、飛而康(金屬)、華曙高科(尼龍和金屬)、聯泰科技(樹脂)、極光爾沃(PLA)、閃鑄科技(ABS和PLA)、金石3D(光敏樹脂和ABS)、盈普(高分子粉體)、中瑞科技(樹脂、金屬、尼龍、陶瓷、覆膜砂等)、迅實科技(光敏樹脂和光固化蠟)、長朗科技(熱塑性塑料)等在國內生產的增材制造材料的代表企業。
盡管**的3D打印產業在國家政策的支持下得到了較快的發展,但工業化進程仍處于起步階段。在**,3D打印的應用主要還停留在研究階段,還沒有在工業和個人消費領域得到大規模推廣。在**3D打印市場開發布局上,地域分布也呈現失衡。**3D打印行業自2000年進入3D打印行業,經過十多年的行業積累,現已逐步形成以沿海城市為龍頭,以京津地區和以廣東為代表,以華中、西南、東北、西北為支撐點的華東3D打印產業發展中心。在這些領域中,華東、華北兩大開發中心占據了國內60%的市場份額,而以京津為代表的華北開發中心在近幾年表現出***趨勢,未來或成為**3D打印市場的主導。近幾年來,3D打印在我國3D打印市場的應用程度不斷加深,在航空、汽車、船舶、核工業、模具等行業得到越來越廣泛的應用。2017年至2019年,我國3D打印產業規模逐年增長,增長速度略快于全球總體增長速度,以致我國3D打印產業在全球的比重不斷上升。與相關數據保持一致,2019年**3D打印產業規模約157.5億元,比2018年增長31.1%。
根據普華研究院的《**3D打印產業全景調查與發展策略研究報告》,2021-2025年,該報告的數據顯示。
3D打印行業的全球發展狀況
3D打印技術***早可以追溯到1976年發明的噴墨打印機。進入80年代后,3D打印在國內外引起了廣泛的關注,各種3D打印技術也被應用到許多行業中并得到發展。它已經涵蓋了制造、醫療、教育、航空航天和軍事等各個領域。全球3D打印行業規模在2019年達到119.56億美元,增幅為29.9%,增幅為4.5%。
2018年,美國工業規模占全球比重為40.4%,德國僅次于美國,**則位居第三。由于3D打印在**起步較晚,近年來,**一直抓緊自主創新與研發,雖然與國外技術尚有一定差距,但也逐步向精細與專業化方向發展。誠然,國內潛在的巨大市場潛力,也吸引了不少國外3D打印行業巨頭的目光和投資,進一步推動了**3D打印產業的發展。