增材製造的現狀、技術瓶頸和產業前景(jǐng)
點擊量:940 發布時間:2017-02-07 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
增材製(zhì)造(zào)技術(又稱(chēng)3D打印(yìn)技術)出現(xiàn)於20世紀80年代,最早用於原形製造,呈現(xiàn)外觀結構。這種製造方法的核心源於高等數學中微積分的概念(niàn),用趨於無窮(qióng)多(duō)個截麵的疊加構成三(sān)維實體。增材製造技術集信息技術、材料(liào)技術、激光技術、精密器械等於一體,是一個橫跨眾多學科的技術領域。
它不需要(yào)傳統的刀具、夾具及多道(dào)加工工序,隻需利用三維設計數據在一台設備上即可快(kuài)速而精確地製造出任意複雜形狀的零件,從而實現“自由(yóu)製(zhì)造”,解決了許多過去複雜結構零件難以成(chéng)形的問題,並大大減少了加工工序,縮短了加工周期(qī)。根據材料成形原理的(de)不同,可以將增材製造技術分為以下(xià)幾種工藝(見表1):光固化(huà)式(SLA)、激光燒結式(SLS)、分層實體(tǐ)式(LOM)、熔融沉積式(FDM)和激光熔化式(SLM)。
增材製造的產業鏈(liàn)
增材製造產業鏈十分龐大,覆蓋整個製造業,從結構上(shàng)可(kě)以分為上(shàng)遊產業、中遊產業和(hé)下遊產業,如圖2所示。
1、上遊產業
它主(zhǔ)要是指3D打印前處理模塊產業(yè),以3D模型設計軟件公司和3D模型掃描設備公(gōng)司為主。3D模型設計軟件公司(sī)的主(zhǔ)要代表有因Pro/E三維設計(jì)軟件(後更名為Creo)而聞名的美國參數技術公司(PTC)和(hé)主營產品為UG的德國西門子自動化與驅動(dòng)集團(A&D)。3D模型(xíng)掃描設備(bèi)公司的典型代表有主(zhǔ)要產品為便(biàn)攜式3D掃描儀(yí)的加拿大Creaform公(gōng)司和非接觸(chù)式激光掃(sǎo)描器製造經銷商美國3D Digital公司。
2、中遊產業
它(tā)主要由增材製造裝備生產商和增材製造材料生產商兩類公(gōng)司構成,目前這(zhè)兩類公司主要集中在美國和歐洲,代表了3D打印技術的最高水平。
增材製(zhì)造裝備生(shēng)產商主要有:美國3D systems公司(sī),也是全球最(zuì)大、成立最早的增材製造裝備生產公司,其專利技術保證了它在全球增材製造裝備市場中占有穩定的(de)份額;美國Stratasys公司,全球第二大增材製造裝備(bèi)生產公(gōng)司,其三維打(dǎ)印機產品種類豐富(fù),覆蓋生產製造各個(gè)流程;德國EOSGmbH公司,全球(qiú)領先的SLS/SLM生產公(gōng)司,主要產品包括燒結(jié)塑(sù)料粉(fěn)材的(de)SLS係統成形機、燒結金屬粉材的SLM係統成形機;德國的Concept Laser公司在激光熔化(LaserCusing)技術領域處於領先地(dì)位,該公司擁有LaserCusing技術專利,主要產品是x係列1000R工業級3D打印平台,該產品的構建尺寸在激光融熔金屬3D打印領域(yù)中是(shì)最大的,可用於汽車(chē)和航空工業大尺寸(cùn)部件的快速製造。
此外還有一些專業增材製造材料生產商,如:美國Huntsman Corporation公司,主要(yào)生產sLA成形材料;瑞典Sandvik集團,其(qí)金(jīn)屬粉末材料產品在增材製造金屬粉末(mò)全球市場,尤其(qí)是在中國市場(chǎng),已被廣(guǎng)泛應用於工業裝備製造、航空航天等(děng)重(chóng)要領域;加拿大Raymor公司,通過獨特的等離子霧化(huà)工藝,製備(bèi)出金屬球型鈦粉和鈦合(hé)金粉末,適用於激光(guāng)沉積、快速成型、熱等靜壓、塗層等。
3、下遊產業
主(zhǔ)要是指運用增材製(zhì)造技術的(de)服務商和(hé)客戶群體。一般而言,國(guó)外裝備生產商都能夠提供(gòng)加工服務,但都不(bú)作為其主(zhǔ)營業務。相反,國內一些設備代理商,因為無法推銷出設備而進(jìn)入了服務(wù)領域。增材製(zhì)造(zào)技術實質上是一種加工技術,如同機床一樣(yàng)最終會全麵(miàn)滲透到各行各業,一些企業(yè)已經購置(zhì)了設備進行研發和生產工(gōng)作,所涉(shè)領域包括汽車、電子、能源、生命科學、航空航(háng)天、國防製造等在內的多個重(chóng)要領域。
增材製造的市場前景
增(zēng)材製造市場產業鏈的不斷完善和壯大,促進了增材製造市場的進一步發展。根據Wohlers Re—port最新報告(gào),2013年(nián)全球(qiú)增材製造產品和服務市場(chǎng)增長率達到了34.9%,具體金額為30.7億美元,這是增(zēng)材製造行業最近17年來增長速度(dù)最高(gāo)的一年。而在過去26年的平均(jun1)年增長率為27%,最(zuì)近三(sān)年的年複合增長率為32.3%。報告預測,未來5~10年,增材製造行業仍將(jiāng)以年均20%以上的速度增長。到2015年,增材製造總產值將達到40億美元(yuán),2017年將達到(dào)60億美元,2021年將達到108億美元。可見,增長製造行業有著很大(dà)的生存和(hé)發展空間(jiān)。