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232015/09

3D打印产业未来发展趋势

      目前,3D打印技术正逐步为世人所熟悉,越来越多的人开始喜欢这个充满乐趣的高科技手段。同时,3D打印在不少创业者眼中,是炙手可热的新兴项目。更有甚至直言3D打印技术将会引发“第三次工业革命”。

  所谓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黏合材料,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。这一成型过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状。它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型。

据统计,2012年3D打印机的市场规模约为21.5亿美元,年成长率为22.2%,预估至2016年的市场规模将可望成长至44.5亿美元,年复合成长率为20.4%。同时,3D打印机在中国的应用正迅速扩大,航空、汽车、医疗等各个行业都在积极引进。按照总部位于北京的中国3D打印技术产业联盟的预测,中国3D打印机的市场规模到2016年将扩大到100亿元人民币,达到2012年的10倍,从而使中国超越美国成为全球大的市场。随着3D打印机的普及,产品“模仿”变得更加容易,美日欧等国制造业对技术流失加剧的担心也变得越来越强烈。

  目前全球3D打印的应用领域,主要分布在消费性产品(29%)、汽车(19%)、医疗(13%)、教育(10%)、太空(8%)及工业机械(7%)等领域,不同应用领域所使用的3D打印设备,可区分为生产制造用、专业领域用、工作室用三个等级,其中5000美元以下的机型,2010年的销售量仅为5900台,预估2012年大幅成长至3.5万台,两年内销售量成长将近六倍。以下为3D打印未来发展趋势预计。

1、3D打印产业短期发展趋势

  1)3D打印带来服务和影响模式的创新

3D打印产业链涉及到很多环节,包括3D打印机设备制造商、3D模型软件供应商、3D打印机服务商和3D打印材料的供应商。因此围绕3D打印的产业链会产生很多机会。在3D打印产业链里,除了出现大品牌的生产厂商外,也有可能出现基于3D打印提供服务的巨头。

  2)3D打印产业将面临诸多的挑战

目前中国3D打印技术发展面临诸多挑战,总体处于新兴技术的产业化初级阶段,主要表现在:一是产业规模化程度不高。3D打印技术大多还停留在高校及科研机构的实验室内,企业规模普遍较小。二是技术创新体系不健全。创新资源相对分割,标准、试验检测、研发等公共服务平台缺乏,尚未建立起产学研用相结合的技术创新体系。三是产业政策体系尚未完善。缺乏前瞻性、一致性、系统性的产业政策体系,包括发展规划和财税支持政策等。四是行业管理亟待加强;五是教育和培训制度急需加强。

  2、3D打印产业中期发展趋势

  从中期来看,与传统的制造技术形成互补。相较于传统生产方式,3D打印技术的确是重大的变革,但目前和近中期还不具备推动第三次工业革命的本领,也不会是传统制造业的终结者。目前的3D打印技术在复杂构件、新产品开发、协同制造和实现创意方面较有优势,最理想的应用是在个性化或者定制化的领域。因此,近中期还不可能完全替代传统的制造技术,应该是优势互补。

  3D打印技术虽然也许会重振部分发达国家制造业竞争力,但是短期内还难以颠覆整个传统制造业模式。理由有三:一是3D打印只是新的精密技术与信息化技术的融合,相比于机器化大生产,不是替代关系,而是平行和互补关系;二是3D打印原材料种类有限,决定了绝大多数产品打印不出来;三是个性化打印成本极高,很难实现传统制造方式的大批量、低成本制造。

  3、3D打印产业长期发展趋势

  综合3D打印产业的技术特点和发展现状,我们认为未来行业发展存在以下趋势特点:

  1)3D打印个人消费保持高速增长

  随着“个人制造”的兴起,在个人消费领域,3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速。有助于拉动个人使用的桌面3D打印设备的需求;同时也会促进上游打印材料(主要以光敏树脂和塑料为主)的消费。

2)3D打印金属材料应用程度不断加深

在工业消费领域,由于3D打印金属材料的不断发展,以及金属本身在工业

制造中的广泛应用。前瞻预计,以激光金属烧结为主要成型技术的3D打印设备,将会在未来工业领域的应用中,获得相对较快的发展。中短期内,这一领域的应用仍会集中在产品设计和工具制造环节。

  3)产业链上的专业分工会进一步深化

  现阶段,主要的3D打印企业一般以材料供应,设备制造和打印服务的综合形式存在。这是由产业发展初期技术推广和市场规模的限制所致。长期来看,产业链的各环节会产生专业化的分离:专业材料供应商和打印企业会出现,产品设计服务会独立或向下游消费企业转移。3D打印有望转化为一个真正意义上的工具平台。

  4)国内3D打印市场前景广阔

  国内3D打印技术的推广与应用尚在起步阶段,无论是工业应用,还是个人消费领域都存在广阔的发展前景。对于工业领域而言,国内在激光熔覆方面的技术具有一定优势,这有助于在以激光烧结为成型技术的3D打印设备制造和打印服务领域进行发展。对于个人消费领域,应用的推广速度取决于对于3D打印这一技术认知的提高,以及相关辅助平台,如软件设计,制作文件库的发展。

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