3d打印发展的现状范文
3d打印发展的现状范文第1篇
3D打印技术(3D printing),是快速成形技术的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
一、3D打印技术简介
3D打印技术是指通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,与传统的去除材料加工技术不同,因此又称为添加制造(AM,Additive Manufacturing)。作为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。
目前,3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。
二、3D打印技术及产业国际国内发展现状
(1) 国际情况
经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。
目前,在全球3D打印机行业,美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外,在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。
3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议,生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后,Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。
目前在欧美发达国家,3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域,3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型。另外,3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案,以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售,每年能够推出60种创新产品,年收入达到100万美元。
(2) 国内情况
自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。
近年来,国内如深圳维示泰克、南京紫金立德、北京殷华、江苏敦超等企业已实现了3D打印机的整机生产和销售,这些企业共同的特点是由海外归国团队建立,规模较小,产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前,国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求,技术水平有待进一步提升。在服务领域,我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务,其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发。
(3)3D打印产业的未来发展前景
根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2011》发布的调查结果,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增长速度。报告预期,3D打印产业未来仍将持续较快地增长,到2016年,包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元。
但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。
Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,其技术还有待充分成熟,主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为,3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5~10年的时间。在这一较为漫长的发展过程中,产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。
总之,从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景,但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离,对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此,现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主,尤其要重视自主知识产权的建设和维护,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。如受到概念炒作影响,在技术尚未充分完善的现阶段大规模投入产能扩张,则投资回报将面临着较大的风险。
(4) 3D打印技术未来发展的主要趋势
随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。
3d打印发展的现状范文第2篇
3D打印机看似复杂,却很简单,也许你会为它神奇的能力而震撼,也许你会为它的高科技而惊呆,其实从1916年爱因斯坦提出激光原理时,已经为1986年第一台3D打印机的出现奠定了坚实的理论基础。说起3D打印机的原理其实一点也不复杂。
3D打印就是断层激光扫描烧结的逆过程,断层扫描就是把某个三位模型“切”成无数叠加的片;3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。其优势就是在于传统的加工方法是利用去除材料进行加工,而3D打印则是增加材料进行加工。这样与传统加工方式相比,3D打印机生产有材料利用率高,加工成型速度快,时间短,成型产品密度更均匀等优势,其中最大的优势在于不再受制于产品结构,只要设计师能想出的结构,3D打印机都能帮他实现。
传统的工业产品开发,往往是先开模具,然后再做手板,而运用3D打印技术,无需开模,可以把制造时间减少,费用降低,对成本更好的控制。而一些好的设计理念,无论其结构和工艺多么复杂,均可利用3D打印技术,短时间内制造出来,从而极大地促进了产品的创新设计,有效改善工业设计能力薄弱的问题。
3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:
信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。
精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。
材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。
3D打印机的应用领域及其广泛,从寻常百姓家的锅碗瓢盆,到关系到国家安全的国防事业,几乎各种领域都可以有他的身影。他的应用对象可以是任何行业,只需要这些行业提供3D数据模型或原型,3D打印机均可以加工。其中这些行业中对3D打印机需求较大的包括政府、航空航天、医疗设备、高科技研发、教育业以及制造业。
医疗行业:从2010年美国成功打印活体器官开始,似乎直接打印人体也并不是不可能,它更类似于克隆技术,他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们可以预计在将来3D打印机的发展中,在医疗方面会引入一个全新的人体植入概念,让更多的患者看到希望。
产品研发:我们可以利用3D打印技术快速制造手板模型,这样不但保留原有结构的特征,同时还可以做比例缩减,缩短加工时间短,降低生产成本,减少产品改良时间,更适合产品研究开发。
建筑设计:在建筑业,工程师和设计师们已经开始使用3D打印机打印建筑模型,这种方法快速、低成本、环保,同时制作精美。完全符合设计者的要求,切有节省大量的材料和时间。
食品产业。没错,就是“打印”食品。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然,到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。
、
汽车制造业。不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能),而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时,会将一些非关键部件用3D打印的产品替代,在追求效率的同时降低成本。
配件、饰品。这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒,还是有你半身浮雕的手机外壳,抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指,都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来,现在就可以实现。
3D技术的国内发展现状
国内3D打印技术近几年刚开始发展,企业开始了解这种加工方式但不认可,一方面是由于企业不能摆脱传统制造业的思维方式,另一方面则是由于加工成本过高,部件不宜利用3D打印机进行批量生产。而且国内打印机的发展还有以下缺陷
1.缺乏教育培训和社会推广
目前,企业购置3D打印设备的数量非常有限,应用范围狭窄。更有一切企业根本不知道3D打印是什么样的东西。而在教育教学方面,机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中,缺乏与3D打印相关的必修环节,3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。得不到深入研究。
2.企业对技术研发投入不足
我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备,但企业规模普遍较小,研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节,存在较大缺陷,难以完全满足产品制造的需求。 3.产业链缺乏统筹发展
3D打印行业的发展需要完善的供应商和服务商体系、市场平台。供应商和服务商体系中,包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段,产业整合度较低,主导的技术标准、开发平台尚未确立,技术研发和推广应用还处于无序状态。
而在国外特别是美国,3D打印技术要比在国内发展早,企业早已熟知这种可能对世界加工制造业带来革命的新技术。所以相较于国内,美国对3D打印技术的研发生产投资都远远胜于我国。
当前,全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家面对近年来制造业竞争力的下降,大力倡导“再工业化、再制造化”战略,提出智能机器人(300024)、人工智能、3D打印是实现数字化制造的关键技术,并希望通过这三大数字化制造技术的突破,巩固和提升制造业的主导权,加快3D打印产业发展,可推动我国由“工业大国”向“工业强国”的转变。
3D打印的未来
英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,将“3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一”,这充分可以看出3D 打印机将来不是要取代某一个制造业,而是要取代几乎所有的制造业。未来你想要什么,只需下载图纸,按一下打印‟键,就可以去喝咖啡听音乐了,剩下的所有事,请统统交给打印机。
未来的3D打印我们可以做什么?也许我们的房屋不在是人工建造的而是用3D打印机打印一个,我们不会受食物的匮乏而限制,想吃什么自己打;家里的常用物品不在需要购买,需要杯子自己打印一个,可以看出,3D打印会在将来给我们带来的便捷之处。
3D打印机的未来或将无所不能,只需要一个想法,一些材料,一台3D打印机,就能将脑中的一切转变为实体
高新区3D打印技术的发展设想和对策
采取财税金融政策上积极支持、积极引导建立行业协会,鼓励研发,加强教育培训等措施,进一步促进3D打印社会化推广。
制定数字化制造规划,促进3D产业优先发展
建议将3D打印技术定位为生产性服务业、文化创意、工业设计、先进制造、电子商务及制造业信息化工程的关键技术和共性技术,将该产业纳入优先发展产业及产品目录。在财税金融政策上,鼓励企业投资、研发、生产和应用3D打印,支持3D打印设备的进出口。
加强产业联盟、行业协会建设,推动3D产业协同发展
积极引导工业设计企业、3D数字化技术提供商、3D打印机及材料研发企业和机构、3D打印服务应用提供商组建产业联盟,利用有关学会、协会的平台加强研讨和交流,共同推动3D打印技术研发和行业标准制定。促进3D打印技术发展的市场平台建设,包括3D打印电子商务平台、3D打印数据安全和产权保护机制、3D打印及周边项目投融资机制等,促进产业可持续发展。
加大科技扶持力度,提升3D打印技术水平
设立专项基金,重点推进数字化技术、软件控制、打印装置、材料技术等关键技术的研发。在研发扶持中,要注意建立公平、公正的研发绩效评估体系,鼓励各研发主体探索不同的技术路径。加强对3D打印产学研合作的支持,特别对实施产业化的企业在市场销售、社会推广上给予政策支持。
加强教育培训,促进3D打印社会化推广
3d打印发展的现状范文第3篇
3D打印机看似复杂,却很简单,也许你会为它神奇的能力而震撼,也许你会为它的高科技而惊呆,其实从1916年爱因斯坦提出激光原理时,已经为1986年第一台3D打印机的出现奠定了坚实的理论基础。说起3D打印机的原理其实一点也不复杂。
3D打印就是断层激光扫描烧结的逆过程,断层扫描就是把某个三位模型“切”成无数叠加的片;3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。其优势就是在于传统的加工方法是利用去除材料进行加工,而3D打印则是增加材料进行加工。这样与传统加工方式相比,3D打印机生产有材料利用率高,加工成型速度快,时间短,成型产品密度更均匀等优势,其中最大的优势在于不再受制于产品结构,只要设计师能想出的结构,3D打印机都能帮他实现。
传统的工业产品开发,往往是先开模具,然后再做手板,而运用3D打印技术,无需开模,可以把制造时间减少,费用降低,对成本更好的控制。而一些好的设计理念,无论其结构和工艺多么复杂,均可利用3D打印技术,短时间内制造出来,从而极大地促进了产品的创新设计,有效改善工业设计能力薄弱的问题。
3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术,至少包括以下方面:
信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。
精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。
材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。
3D打印机的应用领域及其广泛,从寻常百姓家的锅碗瓢盆,到关系到国家安全的国防事业,几乎各种领域都可以有他的身影。他的应用对象可以是任何行业,只需要这些行业提供3D数据模型或原型,3D打印机均可以加工。其中这些行业中对3D打印机需求较大的包括政府、航空航天、医疗设备、高科技研发、教育业以及制造业。
医疗行业:从2010年美国成功打印活体器官开始,似乎直接打印人体也并不是不可能,它更类似于克隆技术,他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们可以预计在将来3D打印机的发展中,在医疗方面会引入一个全新的人体植入概念,让更多的患者看到希望。
产品研发:我们可以利用3D打印技术快速制造手板模型,这样不但保留原有结构的特征,同时还可以做比例缩减,缩短加工时间短,降低生产成本,减少产品改良时间,更适合产品研究开发。
建筑设计:在建筑业,工程师和设计师们已经开始使用3D打印机打印建筑模型,这种方法快速、低成本、环保,同时制作精美。完全符合设计者的要求,切有节省大量的材料和时间。
食品产业。没错,就是“打印”食品。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然,到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。
、
汽车制造业。不是说你的车是3D打印机打印出来的(当然或许有一天这也有可能),而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时,会将一些非关键部件用3D打印的产品替代,在追求效率的同时降低成本。
配件、饰品。这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒,还是有你半身浮雕的手机外壳,抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指,都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来,现在就可以实现。
3D技术的国内发展现状
国内3D打印技术近几年刚开始发展,企业开始了解这种加工方式但不认可,一方面是由于企业不能摆脱传统制造业的思维方式,另一方面则是由于加工成本过高,部件不宜利用3D打印机进行批量生产。而且国内打印机的发展还有以下缺陷
1.缺乏教育培训和社会推广
目前,企业购置3D打印设备的数量非常有限,应用范围狭窄。更有一切企业根本不知道3D打印是什么样的东西。而在教育教学方面,机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中,缺乏与3D打印相关的必修环节,3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。得不到深入研究。
2.企业对技术研发投入不足
我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备,但企业规模普遍较小,研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节,存在较大缺陷,难以完全满足产品制造的需求。 3.产业链缺乏统筹发展
3D打印行业的发展需要完善的供应商和服务商体系、市场平台。供应商和服务商体系中,包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段,产业整合度较低,主导的技术标准、开发平台尚未确立,技术研发和推广应用还处于无序状态。
而在国外特别是美国,3D打印技术要比在国内发展早,企业早已熟知这种可能对世界加工制造业带来革命的新技术。所以相较于国内,美国对3D打印技术的研发生产投资都远远胜于我国。
当前,全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家面对近年来制造业竞争力的下降,大力倡导“再工业化、再制造化”战略,提出智能机器人(300024)、人工智能、3D打印是实现数字化制造的关键技术,并希望通过这三大数字化制造技术的突破,巩固和提升制造业的主导权,加快3D打印产业发展,可推动我国由“工业大国”向“工业强国”的转变。
3D打印的未来
英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中,将“3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一”,这充分可以看出3D 打印机将来不是要取代某一个制造业,而是要取代几乎所有的制造业。未来你想要什么,只需下载图纸,按一下打印‟键,就可以去喝咖啡听音乐了,剩下的所有事,请统统交给打印机。
未来的3D打印我们可以做什么?也许我们的房屋不在是人工建造的而是用3D打印机打印一个,我们不会受食物的匮乏而限制,想吃什么自己打;家里的常用物品不在需要购买,需要杯子自己打印一个,可以看出,3D打印会在将来给我们带来的便捷之处。
3D打印机的未来或将无所不能,只需要一个想法,一些材料,一台3D打印机,就能将脑中的一切转变为实体
高新区3D打印技术的发展设想和对策
采取财税金融政策上积极支持、积极引导建立行业协会,鼓励研发,加强教育培训等措施,进一步促进3D打印社会化推广。
制定数字化制造规划,促进3D产业优先发展
建议将3D打印技术定位为生产性服务业、文化创意、工业设计、先进制造、电子商务及制造业信息化工程的关键技术和共性技术,将该产业纳入优先发展产业及产品目录。在财税金融政策上,鼓励企业投资、研发、生产和应用3D打印,支持3D打印设备的进出口。
加强产业联盟、行业协会建设,推动3D产业协同发展
积极引导工业设计企业、3D数字化技术提供商、3D打印机及材料研发企业和机构、3D打印服务应用提供商组建产业联盟,利用有关学会、协会的平台加强研讨和交流,共同推动3D打印技术研发和行业标准制定。促进3D打印技术发展的市场平台建设,包括3D打印电子商务平台、3D打印数据安全和产权保护机制、3D打印及周边项目投融资机制等,促进产业可持续发展。
加大科技扶持力度,提升3D打印技术水平
设立专项基金,重点推进数字化技术、软件控制、打印装置、材料技术等关键技术的研发。在研发扶持中,要注意建立公平、公正的研发绩效评估体系,鼓励各研发主体探索不同的技术路径。加强对3D打印产学研合作的支持,特别对实施产业化的企业在市场销售、社会推广上给予政策支持。
加强教育培训,促进3D打印社会化推广
3d打印发展的现状范文第4篇
3D打印技术(3D printing),是快速成形技术的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
一、3D打印技术简介
3D打印技术是指通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,与传统的去除材料加工技术不同,因此又称为添加制造(AM,Additive Manufacturing)。作为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。
目前,3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。
二、3D打印技术及产业国际国内发展现状
(1) 国际情况
经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。
目前,在全球3D打印机行业,美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外,在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。
3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议,生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后,Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。
目前在欧美发达国家,3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域,3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型。另外,3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案,以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售,每年能够推出60种创新产品,年收入达到100万美元。
(2) 国内情况
自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。
近年来,国内如深圳维示泰克、南京紫金立德、北京殷华、江苏敦超等企业已实现了3D打印机的整机生产和销售,这些企业共同的特点是由海外归国团队建立,规模较小,产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前,国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求,技术水平有待进一步提升。在服务领域,我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务,其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发。
(3)3D打印产业的未来发展前景
根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2011》发布的调查结果,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增长速度。报告预期,3D打印产业未来仍将持续较快地增长,到2016年,包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元。
但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。
Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,其技术还有待充分成熟,主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为,3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5~10年的时间。在这一较为漫长的发展过程中,产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。
总之,从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景,但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离,对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此,现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主,尤其要重视自主知识产权的建设和维护,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。如受到概念炒作影响,在技术尚未充分完善的现阶段大规模投入产能扩张,则投资回报将面临着较大的风险。
(4) 3D打印技术未来发展的主要趋势
随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。
3d打印发展的现状范文第5篇
“3D打印”是通俗的叫法,学术名称为“快速成型技术”,也称为“增材制造技术”。这种技术是依据物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式,制成实物模型,甚至直接制造零件或模具,从而缩短产品研发周期、并缩减生产成本。3D打印是一片一片地打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。说得简单点,就是由点堆积成面,再由面堆积成实体。
3D打印的概念早在几十年前就已提出。上世纪70年代,随着3D辅助设计的兴起,设计师能在电脑软件中看到虚拟的三维物体,但要将这些物体用粘土、木头或是金属做成模型却非常不易,可以用费时费力费钱来形容。3D打印的出现,使平面变成立体的过程一下简单了很多,设计师的任何改动都可在几个小时后或一夜之间重新打印出来,而不用花上几周时间等着工厂把新模型制造出来,这样一来可以大大降低制作成本,节省产品开发成本。
1 国外3D打印发展现状
3D打印被用作《经济学人》杂志封面,主题为《看制造业新技术如何改变世界》,详细介绍了3D打印的历史和发展,可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。2010年8月11日,美国总统奥巴马签署了《美国制造业促进法案》,力图以此刺激本国出口并创造更多就业机会。奥巴马表示,制造业是美国经济复苏的重要动力,因此降低制造业成本、促进其就业是该法案的宗旨。而3D打印就成了其首选。2011年6月,美国总统奥巴马宣布一项新政策,并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。2012年7月17日,美国《外交政策》杂志网站发表题为《制造业的未来在美国而不在中国》,称“技术进步将使中国的制造业像过去20年里美国制造业那样迅速衰落”。
纽约另一家利用3D技术生产消费品的公司Quirky拥有20万的注册用户,他们在线搜集用户的创意,产品设计图纸,用3D打印机以最快的速度成型,再上传讨论,最终确定方案后批量生产。届时在线上和线下都会有销售,他们最成功的产品是一排可折叠的接线板,设计者常从一个创意就获得不少的收入,有的用户一年能赚几万美元。
而美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司,利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型,为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具,在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。
日本一家公司甚至推出了面向个人的“Baby复原服务”:只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片,他们便可以复原成三维图像后,打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。
3D打印还能实现一些传统制造方式难以实现的复杂结构。2011年巴黎春夏时装展上,荷兰时尚设计师Iris van Herpen发布了他直接用3D打印机制作的立体服装,这些超太空感的服装由锦纶打印而成。
2 国内3D打印发展现状
从“天津2012夏季达沃斯论坛”到刚刚闭幕的“浙商新动力”论坛,都不约而同地提到了“3D打印”技术。被英国《经济学人》扣上“工业革命”帽子的3D打印也因此备受关注。日前,证券时报记者通过实地采访发现,3D打印技术在国内广泛应用尚需时日。
位居杭州下沙工业区的杭州先临三维科技股份有限公司号称是国内综合实力最强的3D打印公司,可以向客户提供快速三维扫描、快速制造、快速模具、三维测绘等服务。目前,先临三维拥有十几个型号的3D打印机,掌握六种生产工艺。不过,先临三维的现有设备主要来自欧美等国制造。一台从德国EOS公司引进的设备售价近400万元人民币,它是基于高性能材料(塑料与金属)的高端3D打印机。事实上,在经过近20年的研发,国内的3D打印设备也在不断取得突破,华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米1.2米的“立体打印机”,是目前世界上最大成形空间的快速制造装备,远远超过国外同类装备水平,并因此获得2011年国家技术发明二等奖。
“3D打印达到了人们对其期望值的顶峰。”从事3D打印机代理生意的徐鹏认为。事实上,大众对3D打印的了解仍然十分粗浅。
通过上述比较枯燥的技术解读可以得出3D打印相比传统制造的三个优势:第一,产品制造速度快,一次性完成而非分步优化;第二,制造出的产品形状想象空间更大,可以用软件做出传统制造不方便完成的形状;第三,产品修改成本小,只需要在软件中修改部分参数就可以快速制出相对应的新版本产品。但和传统制造方法相比,3D打印因客观条件的制约也存在诸多问题,比如可打印材质范围小、打印的精度低、用于打印的耗材费用较高等。 虽然3D打印的概念开始逐渐为人所知,但就目前的实际生产成果看,仍属于自90年代就开始普及的快速成型技术,而快速成型技术早已被涉及到产品原型设计制造的企业或高校所使用。快速成型机器在国内也并不是十分新鲜的玩意,除了引进国外的机型,国内一些高校也有自己研发的机子在国内外售卖。在我国,深圳、东莞、浙江也有众多企业涉足快速成型。
当新闻开始频频出现3D打印机能够打印飞机、汽车、鲜肉、鞋子和衣服时,大家仿佛觉得这个远在天边的神器如果能够进入自己的家门,就如同自家拥有了万能工厂。以该形象露面的3D打印机代替了现实中只能生产模具的快速成型机器进入了大众心中。但被忽略的事实是,这样的事例仍只是实验性项目,有人甚至将其称为“行为艺术”。
3D打印机目前的实际使用仍属于快速成型范畴,即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造,业内也将这类原型称作手板。据统计,3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型,仅有20%是最终产品。
使用3D打印机制作模型的优点一方面是速度快,另一方面是可制作更灵活的形状。国外知名3D打印机Stratasys系列的国内代理商徐鹏介绍,一汽、上汽、北汽和西门子都是其客户。但该类3D打印机的价格从10万元到500万元之间,高昂的机器价格和材料费让购买者更多集中于大型企业和高校。
在模型生产领域,3D打印机相比传统制造仅占很小部分。其中可打印的原材料稀少是一个严重问题。目前可利用的原材料包括光敏树脂、尼龙、石膏和金属粉末等。不同种类的3D打印机可使用的原材料不同。对于价格稍便宜的3D打印机,可打印塑料模型,但坚硬度过低,精准度不高。更多企业想要金属类模型,但这种类型的打印机价格最低也需500万元。
虽然3D打印机技术近年来已取得不小的进步,比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降,但从目前看,依旧是一项年轻的技术,在没有变得更加成熟和廉价前,并不会被企业大规模采用。3D打印技术咨询师泰瑞沃尔斯(Terry Wohlers)预计3D打印市场将在今年达到21.4亿美元,远超去年的17.1亿美元。不过,这一数字仍然仅占全球制造市场0.02%。
伴随3D打印概念的兴起,从事快速成型和3D打印业务的本土公司受到了前所未有的关注。部分企业除了代理售卖国外的3D打印机,另一部分也在提供3D打印服务。铭展科技创始人金涛在2010年从游戏模型定制转向3D打印业务,通过购买国外机器以及和国内院校合作,为工业设计、产品设计、建筑行业等提供3D打印服务,但一年的销售收入也只能达到百万元,同地一家更大规模的3D打印公司也仅有千万元规模。金涛介绍,国内纯做3D打印业务的公司不超过十家。更多公司仍集中于快速成型业务。
对于大众而言,很多人并不能分清3D打印、快速成型和传统制造之间的区别。一些国内和快速成型、激光制造有关的公司受3D打印概念的追捧,8月和9月的股价都开始大幅上扬,如光韵达的公司股票就连续两日涨停。为此,公司发出澄清公告称,自己公司的激光技术属于“减成法”工艺,不同于3D打印技术的“加成法”工艺,二者的工艺原理不一样,公司最近一年不会开展3D打印技术方面的产品和服务。近日,有关3D打印概念开始呈现回归理性趋势,大部分公司股票回落。
3 原材料3D打印的瓶颈
几乎每一项新技术应用,都会经历很长的市场培育期。3D打印技术虽然已有近20年的发展历程,但仍存在缺陷。
耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。目前,3D打印的耗材非常有限,现有的市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽车,光靠这些材料是远远不够的。比如最重要的金属构件,这恰恰是3D打印的软肋。
耗材的缺乏,也直接关系到3D打印的价格。黄智拿着一件3D打印品对证券时报记者说,“这是一件飞机零部件,打印这种样品的金属粉末耗材一斤就要卖4万元,所以3D打印样品至少要卖2万元。但是,如果采用传统的工艺去工厂开模打样,几千元就可以做到。”
直接面向市场的先临三维对耗材难题感受最深。因为价格的问题,他们很多客户往往望而止步,除非在需求紧急的情况下。否则,客户们还是通过传统的方式。
成型精度和质量问题,也在困扰先临三维。他们称,由于3D打印工艺发展还不完善,特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟,目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用,不能作为功能性部件,只能做原型使用。
以Stratasys公司3D打印车为例,车子固然能“打印”出来了,但是否能在路上顺利跑起来?使用寿命又有多长?从现有的技术来看,恐怕有点够呛:由于采用层层叠加的增材制造工艺,层和层之间的粘结再紧密,也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美,这意味着在一定外力条件下,“打印”的部件很可能会散架。
2004年成立至今,先临三维年复合增长率在100%以上。“今年,先临三维的营业收入应该会在7000万元左右。”但是,过去的高速增长主要源自基数低,而且这7000万元的收入,还包括前期的三维扫描。
4 数字化制造趋势
个人3D打印机是3D打印技术普及的助推力量。以美国Makerbot公司推出的1299美元至2700美元的3D打印机为代表,相比几万甚至几百万美元工业级3D打印机,个人3D打印机亲民的价格让更多普通爱好者有机会亲自动手做一些小玩意。自2009年公司成立,Makerbot卖出的3D打印机数已达到13000台。当然,这台设备也仅能做些玩偶模型或者浴帘环等结构简单的小东西。对于更多人而言,购买的动机也仅是试着用一用。但创作的乐趣在于激发创造力。
“我们并不是要用3D打印机打印所有的东西,数字制造时代的意义是我们可以在大规模生产和个性化生产之间进行选择。”《连线》杂志点出了3D打印机的实质。传统制造中,越复杂的产品如果需要改动的地方越多,意味着越高的成本。但在数字化制造中,这一切在改变。制作个性化的产品并不会花费更多额外的成本,让产品更多样、复杂和灵活变得简单,因为只需要改动模型参数,另一个想要的产品就会出现。
由此看来,3D打印技术某种程度上已被过度神化了。正如凯文凯利在《科技想要什么》一书中所指出的:“新技术的首版几乎总是仅仅略微强于它想要取代的旧技术,对于新技术的将带给使用者的麻烦和未知,仅有少数热情的先驱倾向于做第一个吃螃蟹的人。” 凯文凯利同时指出,随着创新技术的改进,新技术的益处和先进程度将被前期用户挑选出来展示给大家,同时不确定性减小,技术得以传播。“但这样的推广既不是立刻发生的,也不稳定。”
4 总结
3D打印技术的确可以改变产品的开发、生产,但赋予3D打印“第三次工业革命”有点言过其实。单件小批量、个性化、及网络社区化生产模式,决定了3D打印技术与传统的铸造建模技术,是一种相辅相成的关系。
3d打印发展的现状范文第6篇
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担保的概念及特点
担保的概念及特点
《中华人民共和国担保法》(以下简称担保法”)上的担保是债权担保,通常认为是督促债务人履行债务、保障债权实现的一种法律手段。具体地说,债权担保是指债权人与债务人或与第三人根据法律规定或相互间的约定,以债务人或第三人的特定财产或以第三人的一般财产(包括信誉)担保债务履行、债权清偿的法律制度。这种债权担保是为保障债权清偿而设立的特殊的担保制度,不同于一般担保,它是以债务人或第三人的特定财产和第三人的一般财产为特定债权所作的担保,前者为物的担保,后者为人的担保。债权担保依照法律规定或当事人约定而产生。
担保有以下特点:
(1)担保具有从属性。所谓担保的从属性是指担保从属于主债,即担保的成立、变更和终止均依附于主债。如果没有主债务,担保不可能发生;如果主合同债权转移给第三人,担保权也转移给第三人,
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主债务变更的,一经担保人同意,即对担保人发生效力;主合同的效力影响担保的效力。
(2)担保具有自愿性。所谓自愿性是指担保在大多数情况下依据担保人、债权人、债务人三方的自愿合意成立,只有少数情况下依据法律规定而成立。债的关系成立后,担保是否设立、形式如何、担保人是否愿意提供担保等,都由担保人、债权人、债务人平等协商,自愿决定,订立担保合同。如果担保人被欺骗、强迫提供担保,担保合同无效。
(3)担保责任的承担具有或然性。所谓或然性是指担保合同成立后,担保人最终是否承担担保责任具有不确定性。只有主合同债务人不履行、不完全履行或不适当履行义务时,债权人在担保有效期内主动请求担保人履行担保义务的,担保人才承担担保责任。如果主合同债务人已经履行、正在履行或有不履行的合法抗辩理由,或者债权人不主动行使担保请求权或不是在担保期间提出请求权的,担保人就不负担保责任。
(4)担保具有财产权性。所谓财产权性是指担保权本质上是一种财产权,反映的是财产权关系。担保的财产权性可分为物权性和债权性两种。保证和定金是一种债权,抵押、质押和留置是一种担保物权,所以,财产性是债权担保的共性。
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(5)担保具有变价性。所谓变价性是指作为一种价值权的担保权,是通过对担保物的变价受偿,而并不要求其实体用意来实现债权。
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