中國3D打印產業金額及國內代表性發展趨勢(3)
應用引領行業發展
應用方面，麥肯錫曾經預測，3D打印在應用端市場的影響力是深遠的，預計到2025年，3D打印對經濟的直接影響是5.5千億美金的規模，這其中包括消費類應用、模具與夾具、醫療植入物及牙科產品、航空航天零件、汽車及其他工業領域。所以說，應用是3D打印技術的最大的市場領域。
航空航天：3D打印在航空領域越來越彰顯重要性，那么在航天領域，3D打印技術已然成為“頂梁柱”。
NASA認為3D打印在制造液態氫火箭發動機方面頗具潛力,NASA的AMDE-Additive Manufacturing Demonstrator Engine增材制造驗證機項目在3年內，團隊通過增材制造出100多個零件,并設計了一個可以通過3D打印來完成的發動機原型。而通過3D打印，零件的數量可以減少80%，并且僅僅需要30處焊接。
SpaceX、Blue Origin、馬歇爾太空飛行中心，Aerojet Rocketdyne，以及Rocket Lab在2016年再一次證明，3D打印不僅將提升火箭發射設備的性能，更能降低火箭發射的成本。
圍繞著航空航天的應用，我國涌現了大批的以DED直接能量沉積為特色應用的打印服務企業，其中西安鉑力特為C919在驗證階段利用LSF技術3D打印試制的3米多高的中央大緣條可以算作DED技術的一大經典應用。而除了應用與大型的零件以節約材料，在輕量化領域，3D打印帶來了通過結構設計層面上達到輕量化的可行性。具體來說，3D打印通過結構設計層面實現輕量化的主要途徑有四種：中空夾層/薄壁加筋結構、鏤空點陣結構、一體化結構實現、異形拓撲優化結構。
輕量化的應用有多種途徑，通過點陣來實現輕量化是３Ｄ打印的一大優勢，國際上除了雷尼紹、Altair、Materialise這些在晶格結構上積極探索的企業。根據3D科學谷的市場研究，國內像鉑力特、中國空間技術研究院都在進行著不畏艱辛的探索，并在探索的過程中積累了屬于自己的know how，而這些know how也將隨著晶格重要性和制造可行性的提升成為這些企業立足未來市場競爭的寶貴優勢。
汽車：由中國汽車工程學會制造分戶和東風汽車牽頭，聯合中國汽車制造裝備創新聯盟、中國第一汽車集團技術中心、上汽集團、廣汽集團、寶鋼集團、上海交通大學、湖北工業大學、哈爾濱工業大學、吉林大學等多家汽車制造企業、研究機構共同提出了我國汽車制造技術路線圖，該路線圖從關鍵零部件和關鍵共性技術兩個角度梳理制造技術的發展方向。其中，關鍵零部件制造技術包括車身覆蓋件制造技術、車身結構件制造技術、底盤結構件制造技術、節能汽車動力總成關鍵零部件制造技術、高性能發動機核心零部件制造技術、新能源汽車電驅動系統制造技術六個類別；關鍵共性技術包括數字化工藝技術、3D打印制造技術、優質制造技術、智能制造技術、綠色制造技術五個方向。
其中汽車制造3D打印技術的重點方向為：面向汽車制造面臨的開發周期長、工序繁多、成本高一級復雜化、個性化和輕量化結構難制造的問題，2015-2030年15年內分期研發“基于3D打印技術的汽車快速研發”、“汽車零部件3D打印間接制造技術”以及“汽車零部件3D打印直接制造技術”，形成一批面向契合快速研發和先進制造的3D打印設計方法/軟件、新材料、新裝備和新工藝，并實施一批示范應用。
具體的3D打印制造技術路線圖為：
1）到2020年，汽車關鍵零部件的鑄型/模具制造周期縮短50%，實現高精度、大尺度立體光固化成型法（SLA）和選擇性激光燒結（SLS）裝備，推廣應用SLA和SLS技術，實現汽車零部件3D打印間接制造。
2）到2025年，汽車研發周期縮短50%，實現高精度SLM裝備、復合SLM-LENS機加裝備，推廣應用激光選區熔化（SLM）、電子束熔融（EBM）、激光近凈成形LENS技術，實現汽車零部件3D打印直接制造。
3）到2030年，高端車/概念車零部件3D打印直接制造，推廣應用多材料多結構件整體成型，實現汽車3D打印技術的快速研發及批量制造。
具體3D打印在汽車領域的應用機會與發展趨勢，敬請期待
中國汽車工程學會與3D科學谷聯合發布的《3D打印與汽車行業白皮書》2017版本(計劃2017年7月份發布）。
微流控芯片：芯片上的實驗室-微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上， 自動完成分析全過程。由于它在生物、化學、醫學等領域的巨大潛力，已經發展成為一個生物、化學、醫學、流體、電子、材料、機械等學科交叉的嶄新研究領域。浙江大學利用FDM三維打印技術制作基底，采用鋪粉的方式，來制得微流控芯片。浙江大學的這項技術可以應用在各種臨床檢測，具有可重復利用、無泵驅動、流動速度可調、流道分辨率高、成本低等優點，并且加工過程簡便快捷，生產效率高，易于工業化大規模生產。
記憶合金：記憶合金方面，沈陽海納鑫科技以鈦鎳基記憶合金絲作原料，采用激光熔覆增材制造工藝，通過對制造部件的組織控制和變形量的控制，真空自耗凝殼爐的熔池大，獲得合金元素的充分均勻化，防止合金偏析。
南京航空航天大學基于自動鋪粉的激光組合加工技術制備形狀記憶合金血管支架，根據待加工零件的三維數據模型，利用高能激光束熔化混合粉末體系，通過逐層鋪粉、逐層熔凝疊加累積的方式，直至最終成形網狀結構的血管支架坯件，然后經過電化學拋光處理達到特定表面粗糙度要求。
廣州邁普再生醫學通過3D打印激光燒結打印技術制備鎳鈦基記憶合金材料骨架，待鎳鈦基記憶合金材料骨架冷卻后，設計弧度并進行彎折；通過3D打印熔融沉積式打印技術，在得到的鎳鈦基記憶合金材料骨架上沉積熱塑性材料從而制備熱塑性材料外殼或者單獨制備熱塑性 材料外殼再將鎳鈦基記憶合金材料骨架與熱塑性材料外殼組合，其中所述鎳 鈦基記憶合金材料骨架的定位孔與所述熱塑性材料外殼的定位銷進行配合， 從而得到功能單元。
結構電子：3D 打印的制造過程快速、結構形體復雜性無限制等技術特性，尤其適用于電子產品的單件、多品種小批量研制，以及采用傳統制造方式難以實現的結構電子產品的開發。
在結構電子產品制造領域，美國Optomec公司通過氣溶膠噴射3D打印技術已被應用在小批量產品的生產中，使用該技術3D打印的曲面共形天線或在眼鏡上直接印制AR電子設備就是其中頗具代表性的應用。
在這一領域活躍著大量的高科技企業，包括哈佛大學創業企業Voxel 8，被GE和歐特克投資的Optomec，麻省理工的MultiFab，CC3D，Nano Dimension 等等。在我國，西安交通大學通過一種導線與基體同步打印的3D打印技術實現了結構電子產品三維空間的任意排布。
西安交通大學使用的導線打印材料可以有三種不同形態，包括銅錫合金、銀錫合金、錫鉛合金這樣的低熔點金屬絲，納米銀離子凝膠溶液、導電高分子水凝膠的導電墨水，以及鋁粉、銅粉等金屬粉末�；w的3D打印材料則為ABS、PLA、PEEK絕緣性高分子絲材。
除了上述應用，更多的產業化機會請詳見3D科學谷發布的白皮書系列。
強勁的發展趨勢
我國不少的企業突破了前期教育市場，積累用戶口碑的發展瓶頸，具備了一定的行業品牌影響力和市場占有率，包括金屬打印領域的西安鉑力特，北京隆源，光固化領域的上海聯泰，上海普利生，蘇州中瑞，3D打印服務領域的上海悅瑞，砂模打印領域的蘇州美邁，骨科領域的創生醫療、北京愛康等等。
一邊是老牌的3D打印企業穩步擴大市場影響力，另一邊還涌現了具有技術特點的企業，包括定位于中小學教育的基于云的CAD建模軟件極客三維（geekcad.com），光固化領域的樹脂材料企業塑成科技，電子束熔融技術領域的西安智熔，PEEK打印領域的陜西恒通智能和Intamsys（遠鑄智能）公司，生物打印領域的杭州捷諾飛，醫療應用領域的西安點云、航星利華、競升科技、北京阿邁特等等。
強勁的發展趨勢除了市場需求的牽引，國家政策及資金的支持與引導，標準化的支持也十分重要。我國全國增材制造標準化技術委員會（TC562）與2016年4月召開成立大會，對口國際標準化組織ISO TC 216，在國家層面上開展增材制造技術標準化工作。目前通過該技術委員會正在制定的標準共有6項，設計增材制造技術術語、文件格式、工藝和材料分類等方面。中國航空綜合技術研究所自2007年就開始了增材制造技術標準化的研究，研究形成了一系列增材制造技術標準，并積極推行行業標準的立項及制定工作，目前正在開展鈦合金零件激光直接沉積工藝、粉末、制件規范等5項行業標準的制定工作。
這些都將進一步推動增材制造行業的良性發展。當然，在3D打印邁向智能制造的過程中，我國存在著相當大的挑戰，尤其是大數據的分析能力、對材料及加工工藝的控制能力，端對端的解決方案等軟實力方面。舉例來說，通過對增材制造原材料的精確控制，零件的性能可以實現可編程化。當前的增材制造材料來自于傳統制造供應鏈鏈條，缺乏針對與增材制造的加工特點來量身定做所需要的材料。下一代的增材制造材料將是可定制化的，為定制化合金、混合材料以及精確控制晶體分布帶來靈活性。而我國在基礎共性的研究方面還十分欠缺，這或將制約我國在增材制造領域發展的高度，拉大與發達國家在增材制造領域方面的差距。
(責任編輯：admin)
未來，3D打印將為供應鏈帶
選區激光熔化SLM過程中打
3D打印熱潮已過，下步將如
干貨：3D打印在一汽大眾汽
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