本文目录
打印行业前景?
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。以下两个例子说明3D打印服务的创新
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。
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。
前瞻产业研究院发布的《2013-2017年中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》认为,从行业发展的角度来看,整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。就未来的长期的需求增长而言,前瞻相对看好上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业。就前者而言,在通用化的技术标准不断推广的基础上,专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。从个人消费到工业制造,无论是哪个领域引来快速增长,对于耗材的需求都必不可少。
印刷技术的就业前景怎们样,大学学这个好吗?
亲,这个技术的就业前景还是非常好的,印刷也分好多种,比如说热转印印刷,平面印刷,还有像三d打印也是一种技术。
喜欢就好好学,涉及到印刷的也跟材料有很多关系,不同的材料印刷出来的东西也不一样,要求和工序自然也不一样。
3d打印芯片可行吗?
? ? ? ? 目前来说不可行, 芯片要求极高的精度,虽然前阵子日本有个企业把光刻机技术改成了3D打印做头发丝大小的战舰,但这还不够,芯片制造精度要求是纳米级的,3D打印制造精度是微米级的,差了一个量级。
同时3D打印都会涉及到材料的流态,这种形态下粒子有表面张力,比雕刻固态更难控制。
? ? ? ? ? 当然不可否认3D打印有无限前景和未来,在控制技术和材料的进步下,是可预见3D打印应用于芯片制造的。
3d打印用于创新研究有哪些优点?
作为具有巨大发展前景和广阔应用空间的前沿技术之一,3D打印几乎已经“风靡全球”。截至目前,3D打印在教育、医疗、汽车、航天等领域的应用正不断深入,其在商业落地过程中的价值也不断体现出来。那么,3D打印技术到底具有哪些显著优点呢?下面,我们一起来了解下吧!
一、成品速度快
快速、高效、低成本的3D打印和注塑工艺已取代了耗时且昂贵的制造技术。现在,新开发人员可以获得注塑成型报价,并且几乎可以立即知道将新产品推向市场的成本。注塑成型是制造大量相同塑料零件的具有成本竞争力的技术,一旦创建模具并设置机器后,就可以非常快速且低成本地制造其他零件。
二、构型精准多样
3D打印可以轻松制造复杂的形状,其中许多形状无法通过任何其他制造方法来生成。即使形状再复杂,利用3D打印技术也能完成产品设计及制造。在飞机、汽车等精密零部件制造方面拥有突出优势。
三、无须机械加工
3D打印技术不需要机械加工或任何模具,就可以直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件。这样做,可以大大地缩短产品研制周期,提高生产率、降低生产成本。和传统技术相比,3D打印技术通过摒弃生产线而降低了成本,减少了材料浪费。
四、产品定制化
3D打印不仅可以提供更大的设计自由度,还可以完全定制设计。由于当前的3D打印技术一次只能制造少量零件,因此非常适合小批量定制化生产。该定制化概念已被医学、牙科、骨科等领域所接受,用于生产定制义肢、植入物和牙科矫正器具等。从量身定制的完美适合运动员的高级运动装备、跑鞋到定制太阳镜、耳环,3D打印可经济高效地一次性生产定制零件。
当然,3D打印不光有优点,同样也有不足之处。下面几点,是3D打印技术应用过程中体现出的劣势。随着技术的进步和相应研究成果的取得,未来这些状况有望得到改善。
一、打印效果受材料限制
虽然高端工业可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料都是比较昂贵、稀缺的。从整个产业来看,材料质量的稳定性、易用性等还有待提高,新型材料研发面临的瓶颈也难以在短时间内取得突破。此外,一些3D打印设备还没有达到成熟的水平,无法支持在日常生活中人们所接触到的各种材料。
二、成品是否坚固耐用
房子、车子固然能“打印”出来,但能否抵挡得住风雨,能否在路上顺利跑起来?3D打印目前比较常用的是高分子材料,而每种材料都有自己的熔点以及流体等各种性能,3D打印很难实现将目前各种材料配合,从而导致打印的成品脆性大等缺点。
三、知识产权的忧虑
如今,随着法律意识的逐渐加强,人们对音乐、电影、电视产业的知识产权保护越来越重视,3D打印技术也会涉及到这一问题。如何保证3D打印出来的产品具有正当的版权,不受盗用和冒用,已经成为行业发展过程中必须解决的问题。有关部门如何制定3D打印相关法律法规来保护3D打印知识产权,也是3D打印能否得到合理运用的关键。
四、难以克服环境因素
在3D打印室内,通常由于空气净化不足、机器上存在的缝隙以及金属粉末材料中混有的杂质等,打印室内的氧气含量会发生不同变化,从而这也将对打印部件的机械性能产生不良影响,甚至可能会导致部件中的化学成分发生变化,所以想办法去检测打印室内氧含量就是重要措施之一。
3d打印技术在航天领域应用?
(1)缩短新型航空航天装备的研发周期。
航空航天技术是国防实力的象征,也是国家政治的体现形式,世界各国之间竞争异常激烈。因此,各国都想试图以更快的速度研发出更新的武器装备,使自己在国防领域处于不败之地。而金属3D打印技术让高性能金属零部件,尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短。无需研发零件制造过程中使用的模具,这将极大的缩短产品研发制造周期。
国防大学军事后勤与军事科技装备教研部教授李大光表示上世纪八九十年代,要研发新一代战斗机至少要花10-20年的时间,由于3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,所以如果借助3D打印技术及其他信息技术,最少只需3年时间就能研制出一款新战斗机。加之该技术的高柔性,高性能灵活制造特点,以及对复杂零件的自由快速成型,金属3D打印将在航空航天领域大放异彩,为国防装备的制造提供强有力的技术支撑。
国产大飞机C919上的中央翼缘条零件是金属3D打印技术的在航空领域的应用典型。此结构件长3米多,是国际上金属3D打印出最长的航空结构件。如果采用传统制造方法,此零件需要超大吨位的压力机锻造而成,不但费时费力,而且浪费原材料,目前国内还没有能够生产这种大型结构件的设备。
所以,要想保证飞机研发进程及安全性,我们必须向国外订购此零件,且从订货到装机使用周期长达2年多时间,这严重阻碍了飞机的研发进度。采用金属3D打印技术打印出的中央翼缘条,其研制时间紧一个月左右,其结构强度达到甚至超过了锻件使用标准,完全符合航空使用标准。金属3D打印技术的使用在很大程度上缩短我国大飞机的研制,让研制工作得以顺利进行。
而这仅是金属3D打印技术应用在航空航天领域的一个缩影而已。
(2)提高材料的利用率,节约昂贵的战略材料,降低制造成本。
航空航天制造领域大多都是在使用价格昂贵的战略材料,比如像钛合金、镍基高温合金等难加工的金属材料。传统制造方法对材料的使用率很低,一般不会大于10%,甚至仅为2%-5%。材料的极大浪费也就意味着机械加工的程序复杂,生产时间周期长。如果是那些难加工的技术零件,加工周期会大幅度增加,制造周期明显延长,从而造成制造成本的增加。
金属3D打印技术作为一种近净成型技术,只需进行少量的后续处理即可投入使用,材料的使用率达到了60%,有时甚至是达到了90%以上。这不仅降低了制造成本,节约了原材料,更是符合国家提出的可持续发展战略。
2014年在中国科学院一个专题讨论会上,北航王华明教授曾表示,中国现在仅需55天就可以打印出C919飞机驾驶舱玻璃窗框架。王华明还说,欧洲一家飞机制造公司表示,他们生产同样的东西至少要2年,光做模具就要花200万美元,而中国采用3D打印技术不仅缩短了生产周期,提高了效率,而且节省了原材料,极大地降低了生产成本。
(3)优化零件结构,减轻重量,减少应力集中,增加使用寿命。
对于航空航天武器装备而言,减重是其永恒不变的主题。不仅可以增加飞行装备在飞行过程中的灵活度,而且增加载重量,节省燃油,降低飞行成本。但是传统的制造方法已经将零件减重发挥到了极致,再想进一步发挥余力,已经不太现实。
但是3D技术的应用可以优化复杂零部件的结构,在保证性能的前提下,将复杂结构经变换重新设计成简单结构,从而起到减轻重量的效果。而且通过优化零件结构,能使零件的应力呈现出最合理化的分布,减少疲劳裂纹产生的危险,从而增加使用寿命。通过合理复杂的内流道结构实现温度的控制,使设计与材料的使用达到最优化,或者通过材料的复合实现零件不同部位的任意自由成型,以满足使用标准。
战机的起落架是承受高载荷,高冲击的关键部位,这就需要零件具有高强度,高的抗冲击能力。美国F16战机上使用3D技术制造的起落架,不仅满足使用标准,而且平均寿命是原来的2.5倍。
(4)零件的修复成形。
金属3D打印技术除用于生产制造之外,其在金属高性能零件修复方面的应用价值绝不低于其制造本身。就目前情况而言,金属3D打印技术在修复成形方面所表现出的潜力甚至是高于其制造本身。
以高性能整体涡轮叶盘零件为例,当盘上的某一叶片受损,则整个涡轮叶盘将报废,直接经济损失价值在百万之上。较之前,这种损失可能不可挽回,令人心痛,但是基于3D打印逐层制造的特点,我们只需将受损的叶片看作是一种特殊的基材,在受损部位进行激光立体成形,就可以回复零件形状,且性能满足使用要求,甚至是高于基材的使用性能。由于3D打印过程中的可控性,其修复带来的负面影响很有限。
事实上,3D打印制造的零部件更容易得到修复,匹配性更佳。相较于其他制造技术,在3D修复过程中,由于制造工艺和修复参数的差距,很难使修复区和基材在组织、成分以及性能上保持一致性。但是在修复3D成形的零件时就不会存在这种问题了。修复过程可以看作是增材制造过程的延续,修复区与基材可以达到最优的匹配。这就实现了零件制造过程的良性循环,低成本制造+低成本修复=高经济效益。
(5)与传统制造技术相配合,互通互补。
传统制造技术适用于大批量成形产品的生产,而3D打印技术则更适合个性化或者精细化结构产品的制造。将3D打印技术和传统制造技术相结合,各取所长,充分发挥各自的优势,使制造技术发挥更大的威力。
比如,对于表面要求高质量性能,但中心要求性能一般的零件而言,可以使用传统制造技术生产出中心形状的零件,然后使用激光立体成型技术在这些中心零件上直接成型表面零件,这样就生出了表面性能高,中心要求一般的零件,节省了工艺的复杂程度,减少了生产流程。这种互补的生产组合,在零部件的生产制造中具有重要的实际应用价值。
再者,对于外部结构简单,但是内部结构复杂的零部件,其采用传统制造技术制造内部复杂结构时,过程繁琐,后续加工工序复杂这就造成了生产成本,延长了生产周期。采用外部使用传统制造技术而内部采用3D打印技术直接近净成形,这样只需少量后续工序就可完成产品的制造,这缩短了生产周期,降低了成本,发挥出传统技术和新技术的完美匹配制造的结合,实现了互通互补。
航空航天作为3D打印技术的首要应用领域,其技术优势明显,但是这绝不是意味着金属3D打印是无所不能的,在实际生产中,其技术应用还有很多亟待决绝的问题。比如目前3D打印还无法适应大规模生产,满足不了高精度需求,无法实现高效率制造等。而且,制约3D打印发展的一个关键因素就是其设备成本的居高不下,大多数民用领域还无法承担起如此高昂的设备制造成本。但是随着材料技术,计算机技术以及激光技术的不断发展,制造成本将会不断降低,满足制造业对生产成本的承受能力,届时,3D打印将会在制造领域绽放属于它的光芒。