《金屬加工》記者 盧燕明

3D打印技術(shù)作為具有前沿性、先導(dǎo)性的新興技術(shù)，正在使傳統(tǒng)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝發(fā)生深刻變革。3D打印技術(shù)將以其革命性的“制造靈活性”和“大幅節(jié)省原材料”在制造業(yè)掀起一場(chǎng)革命。3D打印技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，重點(diǎn)是解決傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法解決的高難度、復(fù)雜的、個(gè)性化設(shè)計(jì)制造的難題。

中國(guó)3D打印技術(shù)正處在推廣期，如果沒(méi)有成熟的商業(yè)模式引領(lǐng)，對(duì)大多數(shù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，只能是霧里看花。未來(lái)全球3D打印技術(shù)之爭(zhēng)，關(guān)鍵是應(yīng)用市場(chǎng)，誰(shuí)的應(yīng)用市場(chǎng)最先打開(kāi)，誰(shuí)將跑在產(chǎn)業(yè)化的最前面。

本文通過(guò)杭州先臨三維公司、上海光韻達(dá)三維科技有限公司和精唯信誠(chéng)（北京）科技有限公司目前在3D打印市場(chǎng)上的表現(xiàn)，分別從不同的層面和角度，就如何打開(kāi)中國(guó)3D打印工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)提出見(jiàn)解。

杭州先臨：3D打印如何為工業(yè)制造領(lǐng)域的客戶(hù)所用

杭州先臨三維公司現(xiàn)有成員200余人，成立10年，我們一直專(zhuān)注于三維數(shù)字化及3D打印技術(shù)兩項(xiàng)核心技術(shù)的研究與應(yīng)用，持續(xù)推動(dòng)兩項(xiàng)技術(shù)的融合創(chuàng)新，目前，該技術(shù)和產(chǎn)品已成功應(yīng)用于工業(yè)制造、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意和教育科研等領(lǐng)域，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)歐美、東南亞、南非、拉美和澳洲等60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，2013年銷(xiāo)售近1億元。目前，公司是中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng)單位、浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)單位和國(guó)家光學(xué)三維測(cè)量系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)第一起草單位，逐步奠定了行業(yè)領(lǐng)先地位。

公司自成立之日，始終堅(jiān)持“為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值”的目標(biāo)，既提供三維掃描及3D打印裝備，也提供專(zhuān)業(yè)的三維掃描、設(shè)計(jì)及3D打印服務(wù)，為客戶(hù)提供裝備及服務(wù)一體化綜合解決方案，以滿(mǎn)足客戶(hù)不同階段需求。

公司工業(yè)制造領(lǐng)域的客戶(hù)主要為工業(yè)科研院所及汽車(chē)制造、航空航天、機(jī)械裝備、電子電器、能源石化及日用消費(fèi)品等行業(yè)企業(yè)；生物醫(yī)療領(lǐng)域客戶(hù)包括醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療科研院所及醫(yī)療器械、醫(yī)藥及醫(yī)療輔具（如義齒、助聽(tīng)器和假肢）生產(chǎn)企業(yè)等；文化創(chuàng)意領(lǐng)域的客戶(hù)包括文物單位、博物館、科普館、藝術(shù)家和文創(chuàng)院校，以及從事影視動(dòng)漫、工藝品創(chuàng)作和建筑設(shè)計(jì)的企業(yè)等，同時(shí)配合支持多地政府和高校建設(shè)面向本地化服務(wù)的3D打印服務(wù)平臺(tái)。

3D打印基本原理

3D打印是“增材制造”（Additive Manufacturing）的主要實(shí)現(xiàn)形式?！霸霾闹圃臁钡睦砟顓^(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造。傳統(tǒng)數(shù)控制造一般是在原材料基礎(chǔ)上，使用切割、磨削、腐蝕及熔融等辦法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產(chǎn)品。而“增材制造”與之截然不同，無(wú)需原胚和模具，就能直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過(guò)疊加材料的方法生成任何形狀的物體，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。

3D打印機(jī)涉及的材料主要有金屬、尼龍、樹(shù)脂、ABS、PLA、石膏及復(fù)合材料（生物材料）等。目前3D打印機(jī)最高精度可達(dá)16 μm（比如ProJet 3500系列）。德國(guó)EOS的金屬打印機(jī)，精度都在20～80 μm。其他的設(shè)備，精度都不一樣，用戶(hù)可以到先臨三維官方網(wǎng)站看每款產(chǎn)品的具體參數(shù)（www.shining3d.com）。

各類(lèi)3D打印機(jī)的尺寸根據(jù)設(shè)備、工藝的不同，幅面也不一樣，德國(guó)EOS的EOSP760和EOSP800，成型尺寸可達(dá)700 mm×380mm×580mm，美國(guó)3Dsystems公司的SLA機(jī)器ProX950，成型尺寸可達(dá)1500mm×750mm×550mm。

話說(shuō)隔行如隔山，雖然現(xiàn)在3D打印的普及面已經(jīng)很廣，但是有些用戶(hù)對(duì)3D打印還是不清楚，企業(yè)用戶(hù)在一般情況下可以通過(guò)上網(wǎng)搜索3D打印資訊來(lái)初步了解3D打印的原理、設(shè)備、打印材料及基本操作方式，也可以到一些3D打印公司的3D打印中心了解和試打印。先臨三維在杭州、溫州、南京、麗水、義烏和佛山等多地建有3D打印快速成型服務(wù)平臺(tái)，可以滿(mǎn)足用戶(hù)在快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)、快速原型、裝配驗(yàn)證、性能測(cè)試、快速模具和小批量制造等方面服務(wù)的需求。

設(shè)備與材料的選購(gòu)應(yīng)如何考量

當(dāng)我們了解了3D打印，又該如何從眾多品牌和型號(hào)中挑選出適合自己的3D打印機(jī)及打印材料呢？數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成實(shí)物的打印技術(shù)，在各臺(tái)打印機(jī)之間存在著巨大的差異。今天的3D打印機(jī)可以使用各種材料，這些材料在結(jié)構(gòu)屬性、特性定義、表面粗糙度、耐環(huán)境性、視覺(jué)外觀、準(zhǔn)確性與精密度、使用壽命及熱性能等方面各不相同。重要的是要先確定3D打印的主要應(yīng)用，這才能引導(dǎo)選擇合適的技術(shù)，為您的工作帶來(lái)最有效的積極影響。

我們?cè)谶x擇3D打印設(shè)備的時(shí)候，需要考慮一臺(tái)3D打印機(jī)的關(guān)鍵屬性：

（1）3D打印速度：根據(jù)快速成型設(shè)備制造商的不同，或者采用的3D打印技術(shù)的不同，3D打印速度的衡量標(biāo)準(zhǔn)是不同的。有些用來(lái)指示在Z軸方向上打印一定高度所需的時(shí)間（針對(duì)單次3D打印任務(wù)而言），通常用“in/h”或“mm/h”來(lái)表示。那些具備穩(wěn)定的垂直方向建造速度的3D打印機(jī)普遍喜歡采用這一技術(shù)參數(shù)，基本不受被打印物體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和單次打印部件的數(shù)量的影響。這種3D打印機(jī)是手板模型3D打印的理想選擇，因?yàn)樗鼈兛梢栽谟邢薜臅r(shí)間內(nèi)快速制作出數(shù)量可觀的、各種各樣的模型，方便設(shè)計(jì)溝通、討論和對(duì)比。

另外一種衡量打印速度的技術(shù)參數(shù)是指打印特定物體或者特定的體積所需的時(shí)間。一些3D打印機(jī)可以快速打印單個(gè)的、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的物體，多采用這種指標(biāo)。但是這種類(lèi)型的3D打印機(jī)在遇到打印數(shù)量增加或者結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的打印任務(wù)時(shí)，打印速度就會(huì)明顯下降，因此不適合用于打印速度要求較高的手板模型的快速成型。

（2）3D打印成本。打印成本通常用單位體積所需的費(fèi)用來(lái)表示，比如“元/in3”或“元/cm3”。即便使用同一臺(tái)3D打印機(jī)，由于受到成型件結(jié)構(gòu)的影響，單個(gè)成型件所需的費(fèi)用也是千差萬(wàn)別，因此3D打印服務(wù)的報(bào)價(jià)經(jīng)常以典型物體打印價(jià)格或者平均水平的價(jià)格來(lái)呈現(xiàn)，也就不難理解了。如果需要對(duì)報(bào)價(jià)進(jìn)行對(duì)比，可以提供您自己經(jīng)典樣件的一套STL數(shù)據(jù)讓供應(yīng)商進(jìn)行報(bào)價(jià)，并清楚地知道不同報(bào)價(jià)所包含和不包含的內(nèi)容，從而選擇性?xún)r(jià)比最高的供應(yīng)商。

（3）3D打印細(xì)節(jié)分辨率：3D打印機(jī)提供的最令人費(fèi)解的指標(biāo)之一是“分辨率”，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。簡(jiǎn)單舉例，分辨率的表述有DPI（dots per inch，每英寸的像素點(diǎn)），Z軸方向?qū)雍?、像素大小、射束點(diǎn)大小和點(diǎn)直徑等。在同類(lèi)3D打印機(jī)對(duì)比時(shí)，這種表述可能有幫助，但是如果用來(lái)考量多種3D打印技術(shù)則不太適用。

（4）3D打印材料的性能：目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域與所需材料特性對(duì)于3D打印機(jī)的選擇至關(guān)重要。任何一種3D打印技術(shù)都有它自身的優(yōu)勢(shì)和弱點(diǎn)，這一點(diǎn)也是我們?cè)谶x擇3D打印機(jī)時(shí)必須明白的。宣傳上聲稱(chēng)的提供多種材料以供選擇，我們必須審慎看待，因?yàn)樘峁┑倪@些材料并不能保證我們所需的真實(shí)的功能性能。很重要的方法就是在選購(gòu)3D打印機(jī)之前，先在目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Χ喾N3D打印技術(shù)的成型件進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估。公開(kāi)的技術(shù)參數(shù)不能表明成型件長(zhǎng)期放置和在多種使用環(huán)境下的穩(wěn)定性，我們不切實(shí)加以審查和測(cè)試就無(wú)法得知實(shí)際的使用局限性。

（5）3D打印機(jī)能夠打印的顏色：目前市面上主要有三種彩色3D打印機(jī)，一種是一次打印只能用單一顏色，一種可以一次性打印少數(shù)幾種顏色，還有一種就是可以一次性呈現(xiàn)成千上萬(wàn)種色彩的全彩色3D打印機(jī)——比如美國(guó)3D Systems 的Projet X60系列和ProJet 4500。

Projet X60系列3D打印的色彩表現(xiàn)力可以與平面紙質(zhì)激光打印機(jī)相媲美，達(dá)390000種獨(dú)特的顏色和數(shù)量幾乎無(wú)限的色彩組合；Projet X60還可以打印出照片、LOGO徽標(biāo)、紋理、文本標(biāo)簽和有限元分析結(jié)果等，因此可以3D打印出幾乎以假亂真的模型。

3D打印的市場(chǎng)推廣模式

上面我們談到了3D打印的原理、設(shè)備與材料的選購(gòu)，那3D打印的市場(chǎng)推廣模式現(xiàn)在又是怎么樣呢？目前為止，在國(guó)內(nèi)企業(yè)正在為以何種商業(yè)模式推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)愁時(shí)，國(guó)外已經(jīng)將體驗(yàn)式的商業(yè)模式應(yīng)用在市場(chǎng)中，有些創(chuàng)新者甚至開(kāi)始采取全新商業(yè)模式爭(zhēng)奪3D打印機(jī)市場(chǎng)，比如2009年在美國(guó)成立的MakerBot公司，通過(guò)出售1000美元左右的低端3D打印機(jī)、運(yùn)營(yíng)3D模型分享網(wǎng)站、開(kāi)設(shè)線下體驗(yàn)店等一系列措施，創(chuàng)建了一個(gè)完整的商業(yè)體系，并且迅速贏得消費(fèi)者青睞。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，桌面式3D打印機(jī)將是繼蘋(píng)果手機(jī)之后，人們追逐的另一項(xiàng)科技產(chǎn)品。

從2012年初開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的部分廠家也開(kāi)始采用線上線下一體的銷(xiāo)售模式。

先臨三維在淘寶網(wǎng)開(kāi)設(shè)了桌面3D打印旗艦店，主要以服務(wù)為主，售賣(mài)打印材料、設(shè)備配件以及提供打印服務(wù)，當(dāng)然也是為了擴(kuò)大品牌和產(chǎn)品的市場(chǎng)知曉度。我們的目標(biāo)客戶(hù)定位非常廣泛，既有我們的新老客戶(hù)，又包括所有對(duì)3D打印有興趣的人、想要了解3D打印的人。現(xiàn)在先臨三維推出了2014年最新款Einstart-S，一鍵打印，即插即用，像使用家電一樣簡(jiǎn)單。時(shí)尚動(dòng)感的整體色調(diào)，擺脫傳統(tǒng)3D打印機(jī)沉悶的造型外觀，無(wú)論將Einstart擺放在哪里——工作室、家里和學(xué)校，都能很好地與周?chē)h(huán)境融為一體，彰顯品味，標(biāo)志著桌面式3D打印機(jī)開(kāi)始作為一種普通的科技產(chǎn)品走入中國(guó)公眾視野。

汽車(chē)模具行業(yè)案例分享

模具乃工業(yè)之母，大到飛機(jī)、汽車(chē)，小到茶杯、釘子，幾乎所有的工業(yè)產(chǎn)品都必須依靠模具成型。因此，模具的品質(zhì)在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。比如注塑模具和壓鑄模具，不僅要保證尺寸精確、表面光潔、結(jié)構(gòu)合理，而且需要考慮合理的澆注系統(tǒng)、熔融塑料或金屬流動(dòng)狀態(tài)、進(jìn)入型腔的位置與方向，即做好流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最好還能做到經(jīng)濟(jì)合理、壽命高、成本低，可見(jiàn)模具制造要求之高。

傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)發(fā)展到今天，已經(jīng)遇到了瓶頸，在面對(duì)一些復(fù)雜曲面或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件時(shí)，總是有些捉襟見(jiàn)肘，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，許多有識(shí)之士開(kāi)始尋求新的模具制造技術(shù)，以取代或者補(bǔ)充傳統(tǒng)模具制造工藝。

EOS是全球領(lǐng)先的快速制造設(shè)備開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)者，總部位于德國(guó)，成立于1989年，全球設(shè)備銷(xiāo)量已超過(guò)1000臺(tái)，知名客戶(hù)如空客、波音、奧迪、Jaguar、豐田、寶馬、大眾、福特、西門(mén)子和聯(lián)合利華等，遍布航空航天、汽車(chē)制造、模具設(shè)計(jì)與制造、醫(yī)療（如義齒、人工關(guān)節(jié)、助聽(tīng)器、假肢和骨骼模型等）、建筑及文化創(chuàng)意等領(lǐng)域。

EOS公司的設(shè)備都采用SLS（Selected Laser Sintering）粉末燒結(jié)成型技術(shù)，采用紅外激光器對(duì)粉末材料（尼龍、尼龍玻纖、尼龍?zhí)祭w維、尼龍鋁粉、PS材料以及各種金屬材料包括：模具鋼、鈦合金、鋁合金、CoCrMo合金及鐵鎳合金等）直接燒結(jié)成型。其中，EOS的M系列金屬粉末燒結(jié)成型設(shè)備，可以直接生產(chǎn)最終產(chǎn)品，成型產(chǎn)品具有鍛件性能，在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛而深入，主要用于模具的直接制造，模具鑲嵌件制造和模具修復(fù)。其優(yōu)勢(shì)在于：①不受形狀和結(jié)構(gòu)的限制，可以最大化地實(shí)現(xiàn)模具流道系統(tǒng)的合理化設(shè)計(jì)和布局，流道表面光潔順滑，從而使注塑出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量更高，成型時(shí)間更短，生產(chǎn)廢料更少。②模具外殼和流道系統(tǒng)一體成型，沒(méi)有接縫，堅(jiān)固耐用。③相比傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)，使用SLS金屬粉末燒結(jié)成型技術(shù)制造模具的時(shí)間可以大幅縮短70%以上，在如今這個(gè)時(shí)間就是金錢(qián)的時(shí)代，對(duì)于生產(chǎn)商或制造商來(lái)說(shuō)，快速制造技術(shù)給他們帶來(lái)了明顯的效益提升。④用來(lái)燒結(jié)成型的金屬材料品種多樣，性能優(yōu)異，可以滿(mǎn)足不同生產(chǎn)領(lǐng)域的模具品質(zhì)需求，如注塑模具、壓鑄模具和拉伸模具，無(wú)需滲銅工藝。

圖1 Projet X60系列3D打印產(chǎn)品

圖2 先臨三維在淘寶網(wǎng)開(kāi)設(shè)了桌面3D打印旗艦店

汽車(chē)組件嵌入式模具（見(jiàn)圖3）——鑲嵌件的冷卻系統(tǒng)改善，可以縮短生產(chǎn)周期，加快產(chǎn)品上市進(jìn)度。其他類(lèi)似案例如圖4所示。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：①集成式設(shè)計(jì)加上一體成型，明顯改善嵌入式模具的質(zhì)量。②鑲嵌件層厚度僅40 μm。③嵌入式模具具有加工累積公差少，剛性高，分解和組合時(shí)的精度再現(xiàn)性良好，調(diào)整工程少等優(yōu)點(diǎn)，已成為精密沖壓模具之主流。

圖3 汽車(chē)組件嵌入式模具

先臨三維是EOS公司在中國(guó)大陸的唯一授權(quán)經(jīng)銷(xiāo)商，代理了EOS的M系列（金屬粉末燒結(jié)成型設(shè)備）和P系列（塑料粉末燒結(jié)成型設(shè)備）產(chǎn)品，并建立了專(zhuān)門(mén)的銷(xiāo)售展示中心，以便為客戶(hù)提供從前端的三維掃描、測(cè)量與檢測(cè)和逆向設(shè)計(jì)到快速成型、快速制造的三維數(shù)字技術(shù)完整解決方案。

圖4 幾種組件嵌入式模具

光韻達(dá)三維科技：激光燒結(jié)三維打印創(chuàng)新應(yīng)用與思考

上海光韻達(dá)三維科技有限公司總經(jīng)理張國(guó)良

上海光韻達(dá)三維科技有限公司是由深圳光韻達(dá)光電科技股份有限公司于2013年在上海投資成立的控股子公司。作為一家精通并專(zhuān)注于激光燒結(jié)三維打印技術(shù)的高科技企業(yè)，公司引進(jìn)了全球最先進(jìn)的德國(guó)EOS激光燒結(jié)設(shè)備及材料，憑借多年的三維打印服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，成功打造了一支專(zhuān)業(yè)、高效、創(chuàng)新的經(jīng)營(yíng)與技術(shù)團(tuán)隊(duì)，為客戶(hù)提供基于激光燒結(jié)技術(shù)的三維打印創(chuàng)新應(yīng)用解決方案，致力于通過(guò)最專(zhuān)業(yè)的服務(wù)為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值，以科技創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

3D打印解決方案在工業(yè)領(lǐng)域 的應(yīng)用狀況

上海光韻達(dá)三維科技有限公司進(jìn)口世界最先進(jìn)的德國(guó)EOS激光燒結(jié)設(shè)備與材料，目前擁有中國(guó)唯一一套最大的用于3D打印服務(wù)的塑料材料激光燒結(jié)設(shè)備（EOSINT P760）。在技術(shù)方面，公司團(tuán)隊(duì)具有8年3D打印行業(yè)經(jīng)驗(yàn)與5年激光燒結(jié)3D打印服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)優(yōu)化、數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)制造以及后處理等各個(gè)環(huán)節(jié)都具備過(guò)硬的技術(shù)實(shí)力。

上海光韻達(dá)三維科技有限公司與德國(guó)EOS公司、比利時(shí)Materialise公司保持密切的戰(zhàn)略合作關(guān)系，并與清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交大、同濟(jì)大學(xué)、英國(guó)諾丁漢大學(xué)等建立了良好的合作伙伴關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)3D打印創(chuàng)新應(yīng)用，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。服務(wù)內(nèi)容如下：

（1）6個(gè)行業(yè)應(yīng)用。①汽車(chē)：內(nèi)飾、外飾、結(jié)構(gòu)件和功能件等。②模具：注塑模具、鑄造模具等。③航空航天：發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、結(jié)構(gòu)件和功能件等。④醫(yī)療：醫(yī)療器械、醫(yī)療植入體等。⑤工業(yè)：電子電器、儀器設(shè)備、五金工具、產(chǎn)品包裝和家居休閑等。⑥商業(yè)：藝術(shù)模型、影視道具和創(chuàng)意設(shè)計(jì)等。

（2）4大解決方案。①模型制作：通過(guò)打破傳統(tǒng)思維局限，推動(dòng)設(shè)計(jì)的革命性創(chuàng)新。②快速樣件：通過(guò)快速的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與裝配測(cè)試，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。③小批量生產(chǎn)：通過(guò)不同設(shè)計(jì)的有效組合，降低小批量定制成本。④復(fù)雜模具：通過(guò)復(fù)雜冷卻流道的設(shè)計(jì)，縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

（3）5項(xiàng)專(zhuān)業(yè)服務(wù)。①設(shè)計(jì)咨詢(xún)：拼接設(shè)計(jì)、冷卻水道設(shè)計(jì)、輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。②數(shù)據(jù)工程：三維掃描與建模、數(shù)據(jù)修復(fù)。③材料與工藝開(kāi)發(fā)：增加材料多樣性，滿(mǎn)足特殊的材料與性能要求。④快速制造：塑料與金屬產(chǎn)品制造。⑤后處理：噴砂、拋光、染色、噴漆和電鍍等。

3D打印技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模制造領(lǐng)域的最新解讀

在大規(guī)模制造的研發(fā)設(shè)計(jì)階段，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在快速原型制作方面得以充分發(fā)揮，大大推進(jìn)了大規(guī)模制造的產(chǎn)品研發(fā)。在快速制造方面，3D打印技術(shù)可以直接進(jìn)行數(shù)字化最終產(chǎn)品的制造，為小規(guī)模生產(chǎn)帶來(lái)巨大價(jià)值，特別是個(gè)性化或有特定需求的制造領(lǐng)域，如醫(yī)療、航空航天、賽車(chē)等，由小規(guī)模生產(chǎn)累積而成的大規(guī)模制造的需求越來(lái)越多，其實(shí)這也是對(duì)大規(guī)模制造概念的新解讀。

光韻達(dá)一直在研究市場(chǎng)和培育市場(chǎng)，3D打印技術(shù)要應(yīng)用于大規(guī)模制造領(lǐng)域，還有幾個(gè)很重要的問(wèn)題需要解決，首先是設(shè)計(jì)工具需要進(jìn)一步優(yōu)化：需要新工具來(lái)優(yōu)化形狀和材料性能；二是可用材料需要持續(xù)拓寬：目前可適用的材料成熟度跟不上3D打印市場(chǎng)的發(fā)展，材料對(duì)人體的安全性與對(duì)環(huán)境的友好性都還存在不少問(wèn)題；三是生產(chǎn)過(guò)程需要加強(qiáng)工藝控制：為提高連貫性、重復(fù)性和統(tǒng)一性，需要建立裝備認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行內(nèi)部件監(jiān)控和閉環(huán)反饋；四是信息不對(duì)稱(chēng)、市場(chǎng)認(rèn)可度低：3D打印作為一種新技術(shù)被中國(guó)市場(chǎng)認(rèn)可和接受仍然還有很長(zhǎng)一段路要走，需要上下游一起推動(dòng)，也需要相關(guān)政策的支持與鼓勵(lì)。

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)的關(guān)系

從產(chǎn)業(yè)的高度來(lái)看，3D打印技術(shù)作為一種增材制造方式，與傳統(tǒng)制造方式是互為補(bǔ)充、相輔相成的。一方面，定制化、小批量生產(chǎn)的需求越來(lái)越多，新產(chǎn)品發(fā)布越來(lái)越快，周期越來(lái)越短，亟需縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，3D打印技術(shù)能在此過(guò)程中發(fā)揮巨大作用。另一方面，3D打印技術(shù)能彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造方式的短板，例如原材料基本無(wú)耗損，制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)，3D打印技術(shù)能一次成型，并進(jìn)行形狀、結(jié)構(gòu)和功能等方面的測(cè)試，大大釋放創(chuàng)造力，能為某些制造需求提供一種更好的選擇方案。在傳統(tǒng)制造遭遇限制的地方，3D打印技術(shù)的確能對(duì)傳統(tǒng)制造形成挑戰(zhàn)，但是在大規(guī)模制造方面，傳統(tǒng)制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)是無(wú)可替代的。

為更好地促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，我們應(yīng)將3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造方式進(jìn)行對(duì)接，清楚地認(rèn)識(shí)并比較3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造方式的各自?xún)?yōu)勢(shì)，將兩者有效結(jié)合。從整體上來(lái)講，制造業(yè)需要將多個(gè)工藝組合到一起，而3D打印技術(shù)只是其中的一項(xiàng)，是生產(chǎn)制造這個(gè)大市場(chǎng)當(dāng)中非常細(xì)分專(zhuān)業(yè)的一塊市場(chǎng)。如果能將不同工藝有效結(jié)合，3D打印必將為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)更多附加價(jià)值，而不是取代或者顛覆的關(guān)系。

對(duì)市場(chǎng)推廣和用戶(hù)服務(wù)方面的思考

3D打印技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)十分熱門(mén)，通過(guò)媒體輿論、各類(lèi)展會(huì)的信息傳播，3D打印技術(shù)概念逐步為國(guó)人認(rèn)識(shí)。在工業(yè)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)其實(shí)早已經(jīng)不是新興技術(shù)，一些企業(yè)在很早以前就已經(jīng)在使用，只是近年經(jīng)過(guò)熱炒后才出現(xiàn)所謂的“第三次工業(yè)革命”，其中有更多的是資本市場(chǎng)的概念炒作。而在民用市場(chǎng)，普通人群對(duì)于3D打印概念目前是被動(dòng)接受媒體輿論影響，所了解的程度只限于概念了解，基于對(duì)一種新興技術(shù)的好奇和熱情，對(duì)于一個(gè)只在網(wǎng)絡(luò)上了解3D打印技術(shù)而從來(lái)沒(méi)有看到實(shí)際應(yīng)用的普通消費(fèi)者而言，你想向他推銷(xiāo)3D打印的產(chǎn)品目前還是比較困難的。

制造業(yè)的革新與升級(jí)是一項(xiàng)漫長(zhǎng)復(fù)雜的工程，如果認(rèn)為單靠3D打印技術(shù)就能帶來(lái)第三次工業(yè)革命，顯然有些過(guò)于樂(lè)觀了。3D打印技術(shù)屬于一個(gè)新興市場(chǎng)，消費(fèi)群體對(duì)于新興事物的認(rèn)知需要有個(gè)過(guò)程，需要消費(fèi)者在觀念上逐步接受，這就需要?jiǎng)?chuàng)業(yè)者創(chuàng)造一個(gè)良好的體驗(yàn)式消費(fèi)場(chǎng)所，前期聚集少量對(duì)新生事物接受程度高的前期消費(fèi)群體，逐步通過(guò)口碑傳遞產(chǎn)品與品牌信息。3D打印技術(shù)目前并不適合坐商銷(xiāo)售，可以全面撒網(wǎng)，但必須要重點(diǎn)培養(yǎng)與開(kāi)拓客戶(hù)。3D打印技術(shù)已出現(xiàn)20多年，但3D打印在很多方面仍被認(rèn)為是小眾行業(yè)，對(duì)于目前進(jìn)入3D打印行業(yè)的前行者而言，將擔(dān)負(fù)傳播3D打印概念、改變3D打印消費(fèi)觀念的任務(wù)。但隨著打印技術(shù)改進(jìn)、設(shè)備與耗材的成本降低、消費(fèi)者消費(fèi)觀念的改變，3D打印市場(chǎng)還是大有可為的，我們形容為拼搏今日，收獲未來(lái)。

3D打印應(yīng)用于汽車(chē)模具的典型案例

下面將金屬材料和塑料材料各舉一個(gè)例子：

（1）利用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的活塞設(shè)計(jì)，改進(jìn)車(chē)輛性能的案例（見(jiàn)圖1）：使用德國(guó)EOS公司的激光金屬粉末燒結(jié)系統(tǒng)，材料為鈦合金，模具內(nèi)部集成異型冷卻流道。我們得到的結(jié)果是：首先降低活塞質(zhì)量（減重達(dá)到27%）并且能夠更加有效地進(jìn)行溫度控制，提升發(fā)動(dòng)機(jī)功率并且能夠獲得更好的推力曲線；其次相對(duì)傳統(tǒng)的鑄造能夠節(jié)省更多的時(shí)間，并且材料性能接近鍛造水平，該部件能夠直接應(yīng)用在車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)上。

圖1 利用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的活塞設(shè)計(jì)

（2）一體設(shè)備的油箱（見(jiàn)圖2），從設(shè)計(jì)到最終成形只需要4天。第一天是進(jìn)行建模，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，只需要15 min，3D打印制造只需要33 h。第3天、第4天，等這個(gè)零件進(jìn)行冷卻，進(jìn)行后處理、去粉。第4天可以得到樣件。在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，可以很快地得到一個(gè)樣品，測(cè)試它的功能性。這個(gè)樣品不僅可以滿(mǎn)足外觀的需要，它的機(jī)械性、氣密性和裝配性能都可以進(jìn)行測(cè)試。時(shí)間成本縮短75%，成本減少25%。

圖2 一體設(shè)備的油箱

精唯信誠(chéng)：3D打印鑄造機(jī)VX1000應(yīng)用分析

精唯信誠(chéng)（北京）科技有限公司是一家專(zhuān)注于三維應(yīng)用的高科技企業(yè)。公司技術(shù)及銷(xiāo)售人員是中國(guó)最早致力于三維打印及掃描應(yīng)用、銷(xiāo)售及服務(wù)一體化的團(tuán)隊(duì)，至今已經(jīng)有10年的歷史。我們秉承著利用三維產(chǎn)品方案提高您的生產(chǎn)效率、改變您的工作方式及豐富您的創(chuàng)意生活的理念，已經(jīng)服務(wù)了12000個(gè)客戶(hù)，未來(lái)我們還會(huì)網(wǎng)聚更多的客戶(hù)與朋友加入到3D的創(chuàng)意世界。

美國(guó)3 Dsystems、德國(guó)Voxeljet、BigRep、Steinbichler、丹麥3Shape、日本Roland等廠商與我們建立了良好的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。目前我們成熟應(yīng)用的3D領(lǐng)域有定制化醫(yī)療、義齒加工、工業(yè)設(shè)計(jì)、航空航天、汽車(chē)制造、開(kāi)模鑄造、大中小學(xué)創(chuàng)意設(shè)計(jì)教育和文物及鞋模制版行業(yè)。

用戶(hù)為什么介入3D打印

我們認(rèn)為企業(yè)用戶(hù)首先要從企業(yè)自身的生產(chǎn)流程、工作流程的優(yōu)化，以及產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的了解來(lái)介入3D打印。優(yōu)化生產(chǎn)和工作流程，提升生產(chǎn)力和效率，減少成本投入，有了目標(biāo)需求才能更好地了解3D打印能夠在這些環(huán)節(jié)帶給企業(yè)什么？進(jìn)而更好地論證3D打印技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

3D 打印技術(shù)如何推廣

像VX1000這種機(jī)器能夠使客戶(hù)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期及成本大大縮短和降低，強(qiáng)大的生產(chǎn)能力，可以消除冗長(zhǎng)昂貴的模具生產(chǎn)階段；此外，還能帶給客戶(hù)更多高附加值的業(yè)務(wù)類(lèi)型。

3D 打印技術(shù)在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域一直在不斷地發(fā)展，我公司在消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品、工業(yè)機(jī)、砂型打印機(jī)和牙科醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品領(lǐng)域除了進(jìn)行設(shè)備的銷(xiāo)售，客戶(hù)服務(wù)、加工應(yīng)用也一直在不斷地完善和進(jìn)步。

我們通過(guò)專(zhuān)注的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行不同產(chǎn)品領(lǐng)域及行業(yè)領(lǐng)域的開(kāi)拓和發(fā)掘，通過(guò)行業(yè)顧問(wèn)、國(guó)外先進(jìn)技術(shù)企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)交流在行業(yè)應(yīng)用及客戶(hù)服務(wù)上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，同時(shí)更好地促進(jìn)銷(xiāo)售工作。我們認(rèn)為，讓用戶(hù)參與到應(yīng)用市場(chǎng)的拓展中來(lái)最關(guān)鍵的因素之一是要從行業(yè)本身了解企業(yè)的需求點(diǎn)，幫助企業(yè)進(jìn)行3D打印技術(shù)的投入產(chǎn)出比分析，從而真正做到利用3D打印技術(shù)提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在加大市場(chǎng)宣傳推廣的同時(shí)，進(jìn)行重點(diǎn)行業(yè)的產(chǎn)品應(yīng)用推廣，做不同行業(yè)的樣本案例推廣和技術(shù)交流，而不是一味地對(duì)3D打印技術(shù)的過(guò)度渲染和炒作，這樣很有可能會(huì)適得其反。

VX1000三維打印機(jī)性能介紹

VX1000是可以打印出不同的組件和模具的高性能三維打印機(jī)。它也可以用來(lái)打印復(fù)雜的帶有凹陷的幾何形狀，體現(xiàn)真實(shí)的細(xì)節(jié)和精確。

在Voxeljet的3D打印工藝的幫助下，實(shí)體的模型或模具會(huì)自動(dòng)從3D CAD數(shù)據(jù)打印出來(lái)。薄薄的一層層粉末狀材料被重復(fù)地平鋪到打印平臺(tái)上，液體粘合劑根據(jù)每一層的切片數(shù)據(jù)將層與層之間粘合在一起。

圖1 VX1000外觀圖

此外，VX1000使用由Voxeljet與Hüttenes-Albertus聯(lián)合開(kāi)發(fā)的無(wú)機(jī)粘合劑。因此，它不僅速度非?？?，而且還環(huán)保。

系統(tǒng)特性：打印空間為1060 mm×600 mm×500 mm；高性能打印頭，具有高達(dá)600 dpi的分辨率；無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的相容性，工作過(guò)程中環(huán)保；能夠打印任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模型模具；堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高品質(zhì)的元件確保機(jī)器有效持續(xù)運(yùn)行。

應(yīng)用領(lǐng)域分布

3D打印廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、工程、工藝、建筑、科研及醫(yī)療等行業(yè)，其不同行業(yè)的樣本案例如圖2所示。

圖2 不同行業(yè)的樣本案例

應(yīng)用案例分析

產(chǎn)品應(yīng)用分析如附表所列，產(chǎn)品樣件如圖3所示。

兩類(lèi)材質(zhì)的產(chǎn)品應(yīng)用分析

圖3 產(chǎn)品應(yīng)用案例