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分析3D打印产业在我国发展的五大障碍

2016-9-3 16:39:09 作者: 来源:本站 次浏览

目前,航空航天行业已成为3D打印技术的率先受益者,通过使用3D打印技术和快速成型技术,可以降低航天器的生产成本。3D打印通过大量使用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件,从而实现结构的整体化,降低成本和周期,达到“快速反应,无模敏捷制造”的目的。


同时,3D打印技术在医学领域的新应用也层出不穷,不仅能够打印医疗模型、医疗器械,还可以根据患者需要打印出相应的器官,精准指导手术。而且,国内3D打印牙齿、骨骼修复技术已经成熟,并在各大骨科医院、口腔医院快速普及;而3D打印细胞、软组织、器官等方面的技术还需要进一步研发。国内3D打印在医疗领域的已有案例包括假肢、气管支架、肝脏、牙齿等。


虽然我国3D打印产业的发展前景一片向好,但仍然存在着诸多难以逾越的障碍,这些问题都需要我们去重新梳理,进而找到较为正确的解决办法,找到一条真正能让3D打印产业健康发展的道路。

1、打印材料瓶颈


首要障碍就是3D打印打印耗材的瓶颈。众所周知,耗材是目前制约3D打印技术广泛应用的关键因素。目前已研发的材料主要有塑料、树脂和金属等,而3D打印技术要实现更多领域的应用,就需要开发出更多的可打印材料。为此,要根据材料特点深入研究加工、结构与材料之间的关系,开发质量测试程序和方法,建立材料性能数据的规范性标准等。


在一些关键产业领域,寻找合适的材料也是一大挑战。例如空客概念飞机的仿真结构,要求机身必须透明且有很高的硬度。为符合这些要求就需要研发新型的复合材料。目前对金属材料进行3D打印的需求尤为迫切,如工具钢、不锈钢、钛合金、镍基合金、银和金等,但目前这些打印技术尚未完全突破。


2、材料适应性窄,工艺尙不甚完善


其次是打印机本身。世界上目前只有一种3D打印机能够同时打印出多种材料的产品。由于3D打印工艺发展还不完善,快速成型零件的精度和表面质量大多不能满足工程直接使用要求,只能做原型使用。


3D打印产品由于采用叠加制造工艺,层与层之间连接得再紧密,目前也很难与传统锻件相媲美。但最近,华中科技大学的研发团队研究出了“铸锻焊一体化3D打印技术”,虽很有前景,但真实的效果还需用时间来考量。

3、成本偏高,缺乏规模经济优


再者是3D打印的价格。目前,3D打印不具备规模经济的优势,价格方面的优势尚不明显。目前,1kg打印材料少则几百元,多则要4万元左右。因此,3D打印技术在一段时间里还无法全面取代传统制造技术。但是在单件小批量、个性化订制和网络社区化生产方面,对于大多数产品来说,不管打印1件还是100件,价格都相差无几,因而3D打印具有无可比拟的优势。


4、知识产品与安全问题


然后就是知识产权保护和安全问题。3D打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式,而且也在于它能改变知识产权的规则。

3D打印技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模,而取决于创意。然而,单靠创意也是很危险的,模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品,极有可能就像当初的音乐领域一样面临盗版的威胁。这就是3D打印技术所面临的知识产权保护问题。而且,近期也不断曝出黑客对国际3D打印平台的恶意入侵,这在未来都是需要认真审视的问题。


5、资金与政策支持


最后就是政策方面,3D打印技术的研发需要大量的政府投入或产业界的资金支撑。如在医疗领域,可能会因缺少食品和药品监管部门的许可,造成许多临床医疗产品应用的滞缓等。

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