國內工業標準化缺失 3D打印應用不溫不火
今年1～8月，中國規模以上工業增加值同比增長6.3%，增速回落，而中國的裝備制造業增速明顯下滑，成為拖累工業增速的主因。不久前，國務院專題講座專門討論了加快發展先進制造與3D打印等問題，會議指出，3D打印是制造業有代表性的顛覆性技術，具有重大價值。3D打印、高檔數控機床、工業機器人等新技術新裝備是中國制造業的發展前沿，可使中國裝備價格優勢疊加性能、質量優勢，實現中國制造水平躍升。
國家對3D打印的高度重視使得3D打印成為信息技術與制造技術融合的熱門，成為智能制造的焦點之一。那么，3D打印之于制造業的重要性在哪里？而現在3D打印應用的發展不溫不火，原因又是什么？
3D打印符合智能工廠概念
“3D打印是‘制造業數字化智能化’的典型技術，它的不斷成熟將推動新材料技術和智能制造技術實現大的飛躍，在航空航天、汽車制造等高端工業領域發揮重要作用，成為大規模、標準化現代工業體系的有力補充。”華曙高科CEO許小曙博士告訴《中國電子報》記者。
記者了解到，基于3D打印加工服務平臺可以將訂單、加工、服務、反饋、管理多個流程有機集成，實現訂單管理、生產、銷售、服務全鏈條互聯與溝通。生產線上每臺3D打印設備運行數據自動采集、故障自診斷及解決、系統參數自動調整，通過大數據分析實現設備運行狀態綜合判斷、預警及調適，提升生產效率，“這是十分符合智能工廠概念的。”許小曙說。
無獨有偶，GE對外傳播總監華春牧對《中國電子報》記者介紹說：“GE根據這些情況，提出了智能工廠的概念，包括幾個方面，一個是3D打印增材制造的方法；另一個是通過Predix平臺來管理大數據和分析；第三個是如何將機器人和自動化很好地融合起來。”
從更大應用范圍來說，3D打印作用于智能工廠，綜合應用了信息技術、新材料技術、數字制造技術等諸多學科，直接成型無需模具，也無需對原材料進行切削、組裝，不受產品結構復雜度的影響，突破了加工工藝的限制，是典型的柔性可重構制造系統，極大地縮短了產品設計、研制及驗證周期。
同時，3D打印使產品制造走向個性化、定制化的模式，消費者可以根據自己的需求量身定制產品，人人都是創造的主體，從而改變以集約式、標準化為代表的傳統大規模生產方式，使“社會化制造”及“分布式制造”成為可能。
航天和醫療領域3D打印應用最好
3D打印適用于復雜構件制造、個性化、定制化制造，它在縮短研發周期、降低制造成本、優化零件結構上有著優勢。
在技術維度上，上海聯泰三維科技董事長鄒波告訴《中國電子報》記者，與工業結合屬于3D打印范疇的是復合加工，即增材和減材一起做，包括加工中心和3D打印機合二為一，這種模式在模具行業和零部件加工行業應用也比較多，增材最大的難度是精度，減材最難的是單個成形的成本較高，增材和減材加起來一起做則既能解決精度問題，也能解決成本問題，但是這個技術國內還沒有實現。
談到3D打印在工業領域的應用時，鄒波透露：“現階段與工業結合最多的是航天，此外是醫療。3D打印在醫學里應用面比較廣，醫學市場據說有60億美元規模。而航天領域國外應用3D打印比較多，一種是間接用3D打印的方式生產零部件，另一種是直接3D打印零部件。”
鄒波認為，3D打印在工業領域應用的路十分漫長，而在醫療領域，很快會有應用和爆發點。例如口腔種植修復領域，基本全部可用3D打印的方式替代。
許小曙則表示，3D打印技術在汽車、航空航天、醫療衛生等主要應用領域有著較為廣闊的發展空間，另外在家用電器、電動工具、復雜模具制造、藝術設計等領域也有著不容忽視的市場前景。
例如，在汽車制造領域，華曙高科與德國化工巨頭聯合開發適用于汽車工業的3D打印裝備與材料，實現汽車功能件的直接制造，已在德國、美國知名汽車制造廠商啟動測試驗證；在航空航天領域，華曙高科用3D打印技術為中國航天科工生產固體火箭發動機點火裝置殼體結構，實現地面試車一次成功；在醫療領域，3D打印在輔助骨科、口腔科、血管外科等多科室實施術前規劃、手術模擬、導板訂制等患者輔助臨床治療方面已積累多年經驗。
許小曙還透露，湖南省即將在全國率先實施3D打印醫療應用試點工程。而華曙高科作為湖南省的企業，也很可能獲得試點的機會。
工業3D打印應用還不多見
不過，總體上看3D打印應用規模不大，而且在工業領域，以3D打印的應用也并不多見。
許小曙分析原因認為，我國工業界對3D打印技術的認可度及應用度不高，多數制造企業尚未接受“數字化設計”、“批量個性化定制生產”等先進制造理念，與此同時，工業級3D打印設備單臺成本較高，產業運用范圍和領域也有限，應用前景還有待進一步開發，企業購置3D打印設備的需求動力不足。
而在鄒波看來，以目前中國工業所處的水平來說，個性化定制和規模化制造顯然還存在矛盾點。他說：“以個性化、柔性化同時兼具規模化制造的經濟性為特點的工業4.0，是在標準化、精細化實現的前提下來做按需制造，而國內還沒到標準化、精細化的程度。而且我國工業長期以來并不以精益化、標準化為目標，我們公司現在做3D打印涉及的一些產品，也都面臨標準化問題。”
規模化生產通常通過模具制造實現。鄒波表示，模具制造的好處是批量產品質量的穩定性可以驗證，而3D打印單品質量的可追溯性較差，也就是說，A打印機上打印的產品和B打印機上打印的產品是否一樣，并不知道。這就使得3D打印目前主要應用在不追求批次一模一樣的產品上，比如設計產品、服裝鞋帽、航天等。
不僅如此，許小曙還透露，由于3D打印的跨領域應用特性，行業門檻不一樣，有些領域應用3D打印技術還有政策制約，像醫療領域、軍工領域等，市場開拓還有很長一段路要走。所以，如何提升潛在客戶對3D打印技術的接納度及市場認知度是一個不小的挑戰，市場的引導開發、產業應用的示范帶動顯得十分重要。
(責任編輯：admin)
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