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国内外3D打印技术及市场发展状况分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-09-18  来源:OFweek文库  作者:中国标识网  浏览次数:10565
  4.1、3D打印在各类应用领域中的发展前景
 
  增材制造工艺在材料的利用率上有着明显的优势。2012年3D打印技术三个领域内应用最为普遍:分别为消费品和电子占21.8%,交通设备占18.6%,医疗占16.4%。
 
  在个人应用领域虽然起步较工业领域稍晚,但是增长势头凶猛。据统计,2011年全球个人3D打印设备销售量为23265台,增长率高达200%。虽然2012年的增长率为46.3%,但就整体而言,近些年3D打印技术在个人应用领域的发展还是十分迅猛的。
 
  4.1.1、航空航天领域:最具发展前景领域之一
 
  由3D打印制造出来的金属零件完全符合航空航天领域对于未来器械设备制造的要求。1)“轻量化”和“高强度”一直是航空航天设备制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好的迎合这两个要求,如由激光快速成型技术打造的一次成型钛合金的承力能力比普通锻造、焊接强上近30%;2)由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的小部件,如果运用传统工艺制作势必会存在制作周期过长,且成本过高的问题。而3D打印技术低成本快速成型的特点则能很好地弥补这一问题;3)传统技术在生产零件过程中会造成许多不必要的损耗,对于复杂产品,夸张的时候原材料利用率仅有不到10%。而3D打印所特有的增材制造技术则能很好的利用原材料,利用率高达90%。
 
  举例而言,我国第二款自主设计的国产大型客机C919制作飞机零部件是3D打印应用于航空航天领域的典型案例之一。主要制造的飞机零件是中央翼缘条,其规格为长约3米,重量达到196Kg,工序耗时在一个月以内。若通过传统工艺制造,国内制造能力尚无法满足,向国外采购会增加成本。
 
  截止至2012年11月,C919的订单数已达到380架,客机的首飞时间定于2015年,预计届时3D打印飞机零部件订单数量将会出现一波高峰。而C919客机仅仅只是一个开始,未来3D打印将会被广泛应用于航空航天领域。整个市场的增长空间将不可限量。
 
  4.1.2、军工领域:军备需求增长明确
 
  据外媒报道称,3D打印技术将会被应用于我国新一代高性能新型战斗机之中,如首款航母舰载机歼-15、多用途战机歼-16、第五代重型战斗机歼-20等。两会期间,歼-15总设计师孙聪透露,钛合金和M100钢的3D打印技术,已被广泛用于歼-15的主承力部分,包括整个前起落架。目前我国前三代战斗机保有量约为2000架,未来几年我国战斗机更新换代的步伐会随着科技的进步而不断加快。如果3D打印技术在第四代战斗机上的成功应用,势必会使得3D打印钛合金的需求量出现“井喷”的现象。
 
  2014年国防支出预算将增加12.2%,升至8082.3亿元。我国国防支出预算首次突破8000亿元人民币。近四年来国防支出预算的增幅均在10%以上,而此次12.2%的增幅也是连降三年后首次回升。国防开支的不断上升预示着军工领域可分的“蛋糕”在不断做大。现代化部队是我国军队建设目标之一,3D打印技术的应用符合提高军队设备高科技含量的要求。增材制造产品本身耗材少,质量轻,损耗少的特点不仅仅可以应用于战斗机的制造,还能满足军工领域其他设备制造的需要。今后在这一领域需求量将会出现大幅的提升。
 
  4.1.3、医疗领域:新兴领域成为中坚力量
 
  医疗领域已然成为3D打印应用最多的领域之一,2012年产能占据全球产值的16.4%。且大部分应用都集中在假肢制造、牙齿矫正与修复等方面。利用3D打印能够完美地复制人体结构构造,贴合人体工学。现如今在欧洲,使用3D打印制造钛合金人体骨骼的成功案例就有3万多例。
 
  随着科技的不断进步,将3D打印应用于组织器官移植的技术也不单单只停留在理论层面。2013年5月,美国俄亥俄州一名六周大男婴患有支气管软化,病情危重。医生利用3D打印机,制作了一个夹板,在婴儿的气道中开辟了一个通道。男婴最终成功维持呼吸,幸免于难。这是医学史上首宗3D打印器官成功移植的案例。
 
  根据美国器官共享网络(UNOS)统计数据,美国等待器官移植的患者人数在逐年增加。截止至2014年4月10日,美国在等待器官移植手术的病患共计78000余人。
 
  今后这将是一个需求量极大的市场。而由于符合要求的器官捐献数量不足,以及术后可能产生的严重排斥性问题,传统医疗手段已然无法满足现在需要器官移植病患的要求。因此,今后3D打印在这一领域的应用将会非常可观的。
 

 
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