早在2013年前后,3D打印機就在國內(nèi)掀起了一波熱潮,甚至與大數(shù)據(jù)、人工智能并列為三大風口行業(yè)。
國家層面大力支持推動
2012年,3D打印行業(yè)被正式列入中國的“國家高技術研究發(fā)展計劃”(也稱作863計劃)。隨后,國務院、國家發(fā)改委、工信部及科技部等多個政府機構相繼發(fā)布了關于3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略,明確了從技術創(chuàng)新、行業(yè)標準到實際應用場景等方面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
從《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出打造增材制造產(chǎn)業(yè)鏈,到“十四五”規(guī)劃與2035年遠景目標綱要提出深入實施增強制造業(yè)核心競爭力與技術改造專項,我國將增材制造(3D打?。┳鳛槲磥硪?guī)劃發(fā)展的重要領域。
在這些政策中,最具戰(zhàn)略性意義的是《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》,它提出要進一步增強3D打印行業(yè)的關鍵核心技術攻關能力,積極拓寬應用領域。
2022年8月,《首批增材制造典型應用場景》的發(fā)布預示了國家對3D打印行業(yè)在未來幾年擴大下游應用領域與深度的大力支持,可能將有更多工業(yè)級3D打印廠商深入消費領域,共同開拓廣闊的藍海市場。
我國3D打印整體呈增長態(tài)勢
2016年以前是行業(yè)的技術積累期,各科研院所與高校不斷嘗試創(chuàng)新新技術及其應用,同時越來越多的企業(yè)開始布局3D打印行業(yè);2016—2019年為行業(yè)的冷靜期,對3D打印技術的過高預期導致行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量過快增長,低端市場飽和而工業(yè)級應用不足三成;2020年起,我國3D打印行業(yè)進入快速發(fā)展期,3D打印技術改變了工廠端的生產(chǎn)模式,由傳統(tǒng)的制造流轉向數(shù)字流進階。
以代表性3D打印設備企業(yè)鉑力特與華曙高科的產(chǎn)品生產(chǎn)量為例,2018年至2023年間,這些企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)量整體呈現(xiàn)增長趨勢。2023年鉑力特的3D打印設備產(chǎn)量增至299臺/套,同比增長2%,這主要得益于公司積極發(fā)掘新應用領域、開拓市場、提升產(chǎn)能和生產(chǎn)效率。2021年,華曙高科的3D打印設備產(chǎn)量增至164臺,同比增長60.8%,高分子粉末材料產(chǎn)量增至194.46噸,同比增長91.2%。結合公司近兩年的業(yè)務收入表現(xiàn)來看,其3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量有所上升。綜合而言,近年來中國3D打印行業(yè)的供給水平整體呈增長態(tài)勢。
3D打印在多場景中的應用
中國機械工程學會增材制造(3D打印)技術分會總干事、西安交通大學教授李滌塵在接受媒體采訪時表示,我國3D打印已在醫(yī)療、航空航天、消費電子等領域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?。截至2023年底,國產(chǎn)3D打印裝備擁有量占全球設備的11.5%,位居全球第二;消費級非金屬3D打印設備市場占比位居全球首位。
在運動裝備領域,3D打印彈性體為運動員提供個性化、高性能裝備。例如,定制化鞋墊和防護裝備利用彈性體的減震和支撐特性,能夠優(yōu)化運動員的運動表現(xiàn)并提升穿著體驗。特別是在極限運動和高沖擊運動中,3D打印的彈性體材料可以顯著減少運動員在運動過程中的沖擊,保護關節(jié)和肌肉免受損傷。
在汽車和航空航天領域,3D打印彈性體用于制造輕量化減震部件和密封圈等關鍵組件。這些部件通過復雜的結構設計,既能減輕重量又能保持高性能。
在電子產(chǎn)品領域,智能音箱、智能手環(huán)、手機保護套等產(chǎn)品都可以使用彈性體材料進行打印。這些產(chǎn)品不僅具有優(yōu)異的柔軟度和彈性,還具備高耐磨性和耐用性,能滿足消費者對產(chǎn)品外觀和性能的需求。
在工業(yè)制造領域,3D打印彈性體技術用于制造各種工業(yè)模具和傳動帶等部件。這些部件需要承受較大的機械應力和振動,而彈性體材料憑借出色的彈性和抗疲勞性能成為理想選擇。利用3D打印技術制造這些部件不僅能提高生產(chǎn)效率,還能降低制造成本。