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“2018增材制造全球创新大赛”拉开帷幕
增材制造市场前景良好

2018-08-14 10:38:00    

中国冶金报 中国钢铁新闻网

记者 何惠平
  8月8日,北京市丰台区人民政府联合北京市科学技术委员会等共同举办的“2018增材制造全球创新大赛”,在北京丰台区汽车博物馆正式拉开帷幕。
  3D科学谷根据Yahoo Finance上的数据显示,美国Align Technology(ALGN)公司凭借光固化技术3D打印牙科隐形矫正器以及扫描器,其年收入可达到15亿美元,流通市值达到177亿美元。由此看出3D打印可以“撬动”的应用产业价值远远大于3D打印本身。而根据麦肯锡的研究预测,3D打印应用的市场空间意味着年销售额千亿美元的市场空间。以此发展态势,增材制造(3D打印)作用于应用端的产业化进程需要被长足拉动,由此为应用端的产业升级所带来持续的增长动力。基于此,北京市丰台区人民政府以引领科技创新,发挥3D打印应用到航空、航天、汽车等重点制造及医疗、文化、教育等领域之优势,联合北京市科学技术委员会等共同举办“2018增材制造全球创新大赛”,旨在推进增材制造(3D打印)技术的全方位应用和发展,基于全球共享与连接的机制,加强国际间跨领域、跨学科的合作,推动中国制造业的发展,助力新一轮的科技革命与产业革命。
  3D打印技术在应用领域具有重要价值
  3D打印在牙科领域的应用已经引起了各方面的重视,SmarTech预计,2017年全球牙科3D打印材料的销售金额达1.479亿美元,其中金属材料为3220万美元,聚合物材料为1.157亿美元;全球牙科3D打印设备的销售金额达1.66亿美元,其中金属设备为6590万美元,聚合物设备为1.001亿美元。根据3D科学谷的市场研究,3D打印隐形矫正器正在形成产业化趋势。借助数字化建模软件和3D打印技术生产的隐形矫正器,是一系列透明、高度定制化并且方便佩戴和摘除的矫正器。患者在牙齿矫正期间,只要每天戴着超过22个小时,每三个星期更换一副新的矫正器,就能够逐渐矫正牙齿。义齿的3D打印在国内也已经涌现了众多的企业。种植牙的3D打印正处在蓄势待发的阶段,2018年全球种植牙的市场规模预计将达到66亿美元,年复合增长率为10%。除了制造最终产品,牙科领域还有需要大量定制化的间接产品,例如牙科模型。这些产品往往对力学性能没有太高的要求,但确是最终产品制造和牙齿修复过程中的有力工具。这类间接应用产品的定制化生产需求推动了塑料3D打印技术在牙科行业的增长与发展。另外,口腔影像技术、三维建模技术、计算机模拟技术与3D打印等数字化加工技术相互衔接、配合,共同构成了手术导板的数字化设计与制造工艺。基于光聚合工艺的DLP3D打印机与生物相容性材料逐渐挑起了手术导板制造的“大梁”。通过数字化技术制造的手术导板,精准地确定了种植体半径、种植深度、倾斜度以及种植体与牙颌窦底距离等关键信息。牙医按照种植导板的“导航”进行操作,不需要反复切开、翻瓣、缝合,缩短了种植手术时间,使手术更加精准,大大减少了患者的痛苦。在这方面,我国已经拥有了不少公司从事牙科间接产品的3D打印,而下一步,如何实现完全数字化的制造将是3D打印进入到产业化应用阶段的助推器。
  随着中国模具登上世界竞技舞台,中国的模具质量得到不断的提高,对于3D打印的需求也将越来越大,特别是对于复杂模具来说,使用正确的计算和冷却分析可以极大地优化模具冷却方式,从而缩短模具周期,提高部件质量,特别是在易失真和变形区域。模具随形冷却水路的制造工艺随之而来,3D打印在随形冷却模具制造的市场也正呈现出爆发的态势。
  3D科学谷认为,2018年不仅仅迎来了随形冷却模具的3D打印,另一个机遇是快速铸造的应用加速趋势。应对正在爆发的电动车市场,国际上主流企业在中国布局了一系列的电机生产线。以其中的电机壳体为例,3D打印砂模或者3D打印精密铸造模具在用于电机壳体的铸造方面具备明显的应用优势。电动车市场无疑是3D打印真正能大规模进入产业化的一个绝佳应用领域。它为3D打印带来的机遇不仅仅是研发试制、热交换器、汽车内饰、个性化定制这些商业机会,还将进一步打开随形冷却模具的市场机会,并推进快速铸造与3D打印技术的结合。
  不仅仅是砂模铸造,3D打印精密铸造也在进行时。由华中科技大学教授张海鸥主导研发的一项金属3D打印技术——“智能微铸锻复合增材制造专利技术”,改变了长期以来“铸锻铣分离”的传统制造历史,在世界上首次实现铸锻一体化3D打印,可以打印出高性能金属锻件。 这一技术颠覆了国外传统机械制造工艺流程和装备,有望变革传统重工业制造方式,大幅度降低成本,提升技术水平,开辟中国领先于世界的绿色智能制造新时代。
  当然,3D打印还在很多的应用领域有着突出的优势和应用潜力,诸如在液压件领域,骨科、首饰、发动机、电子及物联网、陶瓷制品、建筑建造、服装服饰甚至餐饮、多材料领域等等。
  此外,数字化让3D打印免除基于经验的限制,尤其是熔池的监测,通过感应器获取大量数据,而数字化的好处是能够读取和利用大量的数据,从而智能化地控制3D打印质量。只有通过3D打印可以达到更高的产品质量稳定性和一致性,我们才能真正进入到上升曲线。这里,前置反馈像3D打印设备的大脑,“告诉”打印机如何做避免错误。利用所能得到的最新信息,进行认真、反复的预测,把计划所要达到的目标同预测相比较,并采取措施修改计划,以使预测与计划目标相吻合。这也恰恰说明了,发展3D打印的关键是数字双胞胎、前置反馈算法、仿真这些软实力,这些才是3D打印能够获得生命力的基础,也是3D打印能够与应用端结合的催化剂。
  “2018增材制造全球创新大赛”正是聚焦于这些应用领域和更具潜力的拓展空间,旨在挖掘作用于这些领域中的增材制造(3D打印)新技术、新工艺、新设备、新材料、新产品,具体包括进入中试或已通过中试阶段,即将投入应用、生产的新产品、新工艺;助力传统产业升级,或有助于发展新兴产业的增材制造技术和项目;具有未来前景的创新技术和科研课题;国际和国内范围内首次发布的技术成果; 3D打印软件开发与应用; 3D打印柔性制造设计与产品;融合增材制造技术的跨领域先进技术、产品和项目等,展现并论证其优势和性能,从而加深增材制造技术在全行业的推广应用,提高产业化的进程,完善生态体系的搭建,链接全球化的市场。
  国际技术和国内市场联合发展
  英国皇家工程院院士、曼彻斯特大学先进激光工程中心主任李琳认为,3D打印作为新的制造技术,在欧洲和美国发展都很快,一是技术工艺本身已经与前几年相比不可同日而语,速度、精度、强度都有了非常大的改进,一些新的工艺、材料、商业模式不断涌现;二是应用越来越广,尤其是在航空航天和军工领域,在医疗康复和教育领域几乎全覆盖。在3D科学谷看来,国内的3D打印应用与国外相比可以说是冰火两重天,一部分原因是国内进入到3D打印应用领域的不少企业几乎没有制造业基础,只是盲目的追逐风口,以轻量级、无基础的情况进入到3D打印领域。再加上缺乏对市场需求的深入理解,缺乏搭建好的技术平台,想要实现3D打印与应用的结合是非常具有挑战的。因此应该更多地与国际3D打印技术不断进行融合,吸收先进的经验,建立交流与合作的机制,将3D打印推向发展的前端。基于这样的理念和目标,“2018增材制造全球创新大赛”也在面向国际征选增材制造优质项目,建立对话与合作,推动中国制造业的发展。
  大赛推动科技成果转化
  “2018增材制造全球创新大赛”旨在挖掘进入中试或已通过中试阶段,即将投入应用、生产,或形成新产品、新工艺,助力传统产业升级亦或者有助于发展新产业的增材制造技术和项目,经过权威论证,面向社会、企业、投融资机构等,由政策引领、企业选择、资本助力、社会认同,共同推动切实有效的科技成果转化,将3D打印推向主流技术和主流装备,推动产业升级,托起科技强国的明日之星。
编辑:杨小光     来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网
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