增材(cái)製造(zào)的現狀、技術瓶頸和產業前景(jǐng)
點擊量:952 發布時間(jiān):2017-02-07 作者:狀(zhuàng)邁(上海)增材(cái)製造技術有限公司
增材製造(zào)技術(又稱3D打印技術)出現(xiàn)於20世紀80年代,最早用於原形製造(zào),呈現外觀結構。這種製造方法的核心源於高等數學中(zhōng)微積分的概念,用趨(qū)於無窮多個(gè)截麵的疊加構成三(sān)維實體。增材(cái)製造技術集信息技術、材料技術、激(jī)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。
它不需要傳統的刀具、夾具及多道加工工序,隻需利用三維設計數據在一台設備上即(jí)可快速而精確地製造出任意複雜(zá)形狀的零件,從而實現“自由製造”,解決了許多(duō)過去(qù)複雜結構零件難(nán)以成形的問題,並大大減少了加工工序,縮短(duǎn)了加工周期。根據材料(liào)成形原理的不同,可以將增材製造技術(shù)分為以下幾種工藝(見表1):光固化式(SLA)、激光燒結式(SLS)、分層實體式(LOM)、熔融沉積式(FDM)和激光熔化式(SLM)。
增(zēng)材製造的產(chǎn)業鏈
增材製造產業鏈十分龐大,覆蓋整個製造業,從結構上可以分為上遊產業、中遊產業和下遊產業(yè),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,以3D模型設計軟件公(gōng)司和3D模型(xíng)掃描設備(bèi)公司為主。3D模型設計軟件公司的主(zhǔ)要代表有因Pro/E三維(wéi)設(shè)計軟(ruǎn)件(後更名為Creo)而聞名的美國參數技術公司(PTC)和主營產品為UG的德國西門子自動化與驅動(dòng)集團(A&D)。3D模型掃描(miáo)設備公司的(de)典型代表有主(zhǔ)要產品為便攜式(shì)3D掃描儀的加拿大Creaform公司和非接觸式激(jī)光掃描器製造經銷(xiāo)商美國3D Digital公司。
2、中遊產業
它主要由增(zēng)材(cái)製造裝備生(shēng)產商和增材製造材料生產商兩類公司構成,目(mù)前這兩類公司主要集(jí)中在美國(guó)和歐洲,代表了3D打(dǎ)印(yìn)技術的最高水平。
增材(cái)製造(zào)裝備生產(chǎn)商主(zhǔ)要有:美國3D systems公司,也是全球最大、成立最早的增材製(zhì)造裝備生產公司,其專利技術保證了它在全球增材製造(zào)裝備市場中占有穩定的份額;美國Stratasys公司(sī),全球第二大增材製造裝備生產公司,其三維打印機產品種(zhǒng)類豐富,覆蓋生產製造各個流程;德國EOSGmbH公司,全球領先的SLS/SLM生產公司,主要產品包括(kuò)燒結塑料粉材的SLS係(xì)統成形機、燒結金(jīn)屬粉材的SLM係統成形機;德國的(de)Concept Laser公司在激光(guāng)熔化(LaserCusing)技術領域處於領先地位,該公司擁有LaserCusing技術專利,主要產品是x係(xì)列1000R工業級3D打印平(píng)台,該產(chǎn)品的構建尺寸在激光融熔金屬3D打印領域中是最大的(de),可用於汽車和航空工業大尺寸部件的(de)快速(sù)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(chǎn)sLA成形材料;瑞典Sandvik集團,其金屬粉末(mò)材料(liào)產品在增材製造金(jīn)屬粉末全球市場(chǎng),尤其是在中國市場,已被廣泛應用於工業裝備製造、航空航天等重要領域;加拿大Raymor公司,通過獨特的等離子霧化工藝,製(zhì)備出金屬球型鈦粉和鈦合金粉末,適用於(yú)激光沉積、快速成型、熱等靜壓、塗層等。
3、下遊產業
主要是指運用增材(cái)製造技術的(de)服務商和客(kè)戶群體。一般(bān)而言,國外裝備生產商都能夠提供加工服務,但都不作為其主營業務。相反,國內一些設備代理商(shāng),因為(wéi)無法推銷出設(shè)備(bèi)而進入(rù)了服務領域。增材製造技術實質上是(shì)一種加(jiā)工技術,如(rú)同機床一樣(yàng)最終會全麵滲透(tòu)到各行各業,一些企業已經(jīng)購置了設備進行研發和生產工作,所涉領域包括汽車、電(diàn)子(zǐ)、能源、生命科學、航空航天、國防製造等在內的多個重要領域。
增(zēng)材製造的市場前景
增材製造市場產業鏈的不斷完善和壯大,促進了增材(cái)製造市場的進一步發展(zhǎn)。根據(jù)Wohlers Re—port最(zuì)新報告,2013年全球增材(cái)製造產品(pǐn)和服務市場增長率達到了34.9%,具體金額為30.7億美元,這是增材製造(zào)行業最近17年(nián)來增長(zhǎng)速度最高的(de)一(yī)年。而在過去26年(nián)的平均年增長率為27%,最近(jìn)三年的年複合增長率為32.3%。報告預測,未來5~10年,增材製造行業仍將以(yǐ)年(nián)均20%以上(shàng)的速度增長。到(dào)2015年,增(zēng)材製造總產值將達到40億美(měi)元,2017年將達到60億美元,2021年將達到108億美(měi)元。可見,增長製造行業有著很(hěn)大的(de)生存(cún)和發展空間。

