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3D打印:“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)型的“催化劑”

http://www.moduwu.com 2013-08-27 14:15 來(lái)源:中國(guó)高新產(chǎn)業(yè)技術(shù)導(dǎo)報(bào)

  喜愛(ài)電影的觀眾也許還記得這樣一個(gè)場(chǎng)景:在2013年賀歲檔上映的影片《十二生肖》中,成龍飾演的竊寶大盜只把狗頭、雞頭等雕塑的三維模型數(shù)據(jù)掃描輸入電腦,世界另一頭的3D打印機(jī)就在第一時(shí)間迅速打印出復(fù)制品了。

  3D打印技術(shù)又稱“三維打印技術(shù)”或“快速制造技術(shù)”,通過(guò)“打印機(jī)”里龐大的材料系統(tǒng),可以“打印”出真實(shí)的物體。其最突出的特點(diǎn)便是無(wú)需模具就能成型,直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何物體的形狀。

  據(jù)預(yù)測(cè),我國(guó)的3D打印市場(chǎng)將在3年內(nèi)從目前的約10億元增長(zhǎng)到100億元,將給“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)型為“中國(guó)創(chuàng)造”提供新的動(dòng)力。

  新奇的“舊”技術(shù)

  3D打印技術(shù)雖然神奇,但實(shí)際上并不新。距離發(fā)明家查爾斯·赫爾生產(chǎn)出第一臺(tái)3D打印機(jī)以來(lái),3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近30個(gè)年頭。

  這項(xiàng)咋看起來(lái)并不顯眼的技術(shù)如今卻引起了發(fā)達(dá)國(guó)家的高度關(guān)注,紛紛將其作為振興經(jīng)濟(jì)的著力點(diǎn)。今年2月,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬發(fā)布其新任期的首份國(guó)情咨文中,在提到重振制造業(yè)時(shí),將3D打印列為重要發(fā)力點(diǎn);英國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)也將3D打印等數(shù)字化生產(chǎn)模式列為第三次工業(yè)革命的主要內(nèi)容。3D打印技術(shù)炙手可熱。

  早在上世紀(jì)90年代,國(guó)內(nèi)就有高校開(kāi)始研究3D打印,當(dāng)時(shí)的名字叫“快速成型”技術(shù)。其工作原理是:把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中,機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái),打印出的產(chǎn)品可以即時(shí)使用。與同為以3D技術(shù)為基礎(chǔ)的3D電影、3D電視、3D游戲等不同,3D打印真正讓人們對(duì)其產(chǎn)品“看得見(jiàn),摸得著”。

  中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)羅軍預(yù)測(cè),我國(guó)的3D打印市場(chǎng)將在3年內(nèi)從目前的約10億元增長(zhǎng)到100億元。

  制造業(yè)創(chuàng)新的“發(fā)動(dòng)機(jī)”

  因?yàn)?D打印技術(shù)可以大幅降低新產(chǎn)品推出的周期,能夠減少工業(yè)模具開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本,所以其一經(jīng)面世即對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生了強(qiáng)大的吸引力。對(duì)于工業(yè)制造企業(yè)而言,由于不需要?jiǎng)佑眉庸C(jī)床和開(kāi)發(fā)模具,據(jù)估算用3D打印制作設(shè)計(jì)成品的時(shí)間和成本只有傳統(tǒng)加工方法的10%-30%。

  另外,由于成品時(shí)間短和還原度高,能夠快速幫助工程師準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計(jì)思想和產(chǎn)品功能。同時(shí)由于節(jié)省了模具成本,讓企業(yè)有更多的資金和精力推出新品,更快速地對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行反應(yīng)。

  3D打印技術(shù)的深層意義在于,它將有可能改變傳統(tǒng)工業(yè)格局和大規(guī)模生產(chǎn)方式的理念。業(yè)界普遍認(rèn)為,3D打印技術(shù)是新的工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)之一,我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域已取得了很大的成績(jī),基本與發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一水平,大家已經(jīng)站在同一條起跑線上。

  有專家分析認(rèn)為,3D打印技術(shù)將會(huì)給“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)型為“中國(guó)創(chuàng)造”提供新動(dòng)力。從某種意義上講,3D打印技術(shù)將會(huì)加速科技創(chuàng)新,這讓我國(guó)長(zhǎng)期處于追趕和規(guī)模擴(kuò)張的工業(yè)產(chǎn)業(yè)模式看到了改變的希望。受工業(yè)技術(shù)進(jìn)步以及勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)變化的影響,近年來(lái)“中國(guó)制造”的優(yōu)勢(shì)正在減弱,人口紅利正在逐漸衰竭,如何讓“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)型“中國(guó)創(chuàng)造”成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)于正在尋求產(chǎn)業(yè)升級(jí)之道的工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),3D打印技術(shù)的興起無(wú)疑會(huì)成為一個(gè)突破口。

  “中國(guó)制造”經(jīng)過(guò)30多年的積累,已經(jīng)形成了非常完善的產(chǎn)業(yè)鏈、具備成熟的生產(chǎn)工藝,這為3D打印的技術(shù)轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新和應(yīng)用奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  基礎(chǔ)薄弱任重道遠(yuǎn)

  目前,我國(guó)的3D打印還屬概念的范疇,處于行業(yè)拓荒階段。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有北航、清華、中航625所、華中科技大學(xué)、西安交大等一些科研機(jī)構(gòu)在跟蹤3D打印技術(shù),并制造了大型3D打印機(jī),部分技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

  據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)具有自主研發(fā)能力的3D打印機(jī)生產(chǎn)企業(yè)不超過(guò)5家。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)角度來(lái)看,由于缺少龍頭企業(yè)的帶動(dòng),政府也沒(méi)有針對(duì)性的扶植措施,我國(guó)的3D打印整體產(chǎn)業(yè)體量還較小。此外,由于我國(guó)制造業(yè)還處于粗放發(fā)展階段,各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)3D打印技術(shù)帶來(lái)的沖擊認(rèn)識(shí)還不足,接受度較低,無(wú)論是規(guī)模還是形式,都仍屬于小眾需求,遠(yuǎn)未達(dá)到可以改變格局的程度。

  國(guó)家增材制造戰(zhàn)略咨詢研究組組長(zhǎng)李培根指出,與國(guó)外相比,我國(guó)在3D打印的理論研究上有一定差距。此外,我國(guó)在3D打印材料方面研究薄弱,而這是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素,我國(guó)3D打印裝備整體性能較差,大部分的3D打印工藝裝備還處于低端水平。

  業(yè)內(nèi)人士指出,盡管國(guó)內(nèi)3D打印企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主制造設(shè)備,但相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言還缺乏技術(shù)創(chuàng)新,有一定的模仿痕跡。另外,在上游技術(shù)以及配套軟件、材料等方面還有很大不足,產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)學(xué)研用并未形成有效對(duì)接。此外,現(xiàn)在普通3D打印機(jī)的精度尚難以控制,成品相較傳統(tǒng)制造工藝還顯粗糙,而工業(yè)級(jí)打印機(jī)的精度雖然高,但成本居高不下,有的達(dá)到百萬(wàn)元之巨,這就失去了改變制造工藝的意義。就當(dāng)前的發(fā)展水平和成本來(lái)看,3D打印技術(shù)也不適合于批量生產(chǎn),更適合于個(gè)性化制造以及科研、設(shè)計(jì)等需求。

  形成合力超常規(guī)發(fā)展

  有識(shí)之士指出,在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)力3D打印之際,我國(guó)的3D打印應(yīng)該形成合力,超常規(guī)發(fā)展,并納入國(guó)家戰(zhàn)略。

  國(guó)家層面已經(jīng)關(guān)注這一問(wèn)題。據(jù)悉,工業(yè)和信息化部正在研究制定3D打印技術(shù)路線圖和中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,并推動(dòng)完善3D打印技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)制定。科技部也在近期推出了扶持3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指南,并將設(shè)置專用經(jīng)費(fèi)支持3D打印技術(shù)研究。

  李培根表示,希望政府采取專項(xiàng)推進(jìn)和機(jī)制創(chuàng)新,將廣泛的社會(huì)資源與技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合,通過(guò)典型的工程應(yīng)用,帶動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展,造就一批服務(wù)于新興產(chǎn)業(yè)的制造工程師,提升我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。

  地方政府也紛紛出臺(tái)政策扶持3D打印產(chǎn)業(yè)化。近日,福建省經(jīng)貿(mào)委發(fā)布實(shí)施了《關(guān)于促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)》,從產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、公共研發(fā)平臺(tái)、關(guān)鍵零部件制造、產(chǎn)品應(yīng)用等多個(gè)方面加快扶持3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院李夢(mèng)娟認(rèn)為,我國(guó)應(yīng)重視對(duì)3D打印技術(shù)發(fā)展規(guī)律、技術(shù)體系的研究,跟蹤3D打印技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),建立3D技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)體系,重點(diǎn)突破3D打印技術(shù)的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵共性技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)制定3D打印技術(shù)的中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略,引領(lǐng)3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

  同時(shí),應(yīng)盡早將3D打印納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),讓其享受到相關(guān)的政策扶持,為3D打印及相關(guān)配套技術(shù)的發(fā)展及生產(chǎn)、應(yīng)用提供更為廣闊的空間。

  李夢(mèng)娟還建議,國(guó)家應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策,鼓勵(lì)民營(yíng)資本進(jìn)入3D制造領(lǐng)域,搭建教育培訓(xùn)平臺(tái),培養(yǎng)3D打印方面的人才。

  與此同時(shí),業(yè)內(nèi)人士也指出,政府相關(guān)部門應(yīng)該吸取我國(guó)的DVD、光伏產(chǎn)業(yè)“遍地開(kāi)花”一哄而上,最后導(dǎo)致產(chǎn)能過(guò)剩的教訓(xùn),在3D打印產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中,要制定行業(yè)規(guī)劃并出臺(tái)相關(guān)政策,使這一新興產(chǎn)業(yè)又好又快發(fā)展,盡快進(jìn)入良性軌道。

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