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未来我国3D打印发展四大初步发展方向

2018-11-08

  3D打印技术代表着全球制造业发展的主要方向之一,整体上3D打印由于是通过电脑控制的增材制造技术,对于节材等方面有着非常大的优势,我国初步拟定了未来3D打印发展的四大方向。
 


 

  已经诞生20多年,但直到去年有关该技术的新闻才被普通大众所知。同时从2012年开始,这股概念及技术热潮率先从美国市场兴起,从而在全球市场上刮起关于3D打印概念的风潮。

  3D也叫增材制造技术或激光快速成型(LRP),原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把打印材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整的物体。主要技术种类:立体光刻(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、激光熔覆成形(LCF)等。3D打印优势包括可降低约50%制造费用,缩短加工周期70%,复杂制造并实现设计制造一体化。目前主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域,其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。目前国内3D打印在材料、设备和应用上仍有难题,成本较高,多用于实验,规模化应用尚需时日。我们测算国内3D打印市场规模上万亿元。

  2010年全球3D打印设备市场规模达13.25亿美元,其中服务收入6.51亿美元。预计到2015年全球市场规模将超过30亿美元。

  同时,聚焦国内航空航天、模具领域的需求,突破3D打印制造技术中的核心关键技术,研制重点装备产品,并在相关领域开展验证,初步具备开展全面推广应用的技术、装备和产业化条件。设4个研究方向:

  1、面向航空航天大型零件激光熔化成型装备研制及应用(国拨经费控制额不超过1000万元,前沿技术研究类)

  针对航空航天产品研制(试制)过程中单件、小批量需求,研制适合钛合金等难加工零件直接成型的大型零件激光熔化成型装备,台面2米×2米,制件精度控制在±1%以内,堆积效率达300cm3/h以上。制定相关工业技术标准,并在航空航天产品研制零部件制造中进行应用。

  2、面向复杂零部件模具制造的大型激光烧结成型装备研制及应用(国拨经费控制额不超过1000万元,前沿技术研究类)

  针对复杂零部件模具快速制造的需求,研制适合制造蜡模、蜡型、砂型制造,以及尼龙等塑料零件制造的大型激光烧结成型装备,台面2米×2米,制件精度控制在±0.1%以内,堆积效率达1000cm3/h以上。制定相关技术标准,并在汽车、模具等行业产品研制中得到应用。

  3、面向材料结构一体化复杂零部件高温高压扩散连接设备研制与应用(国拨经费控制额不超过1000万元,前沿技术类)

  针对结构复杂、性能要求高、连接难度大等复杂零部件加工的需求,研制材料结构一体化复杂零件高温高压扩散连接设备和工艺,工作加热区域尺寸Φ1000mm×1000mm以上,并在航空航天产品的研制中开展应用。

  4、基于3D打印制造技术的家电行业个性化定制关键技术研究及应用示范(国拨经费控制额不超过1000万元、企业牵头申报,应用开发与集成示范类)

  针对家电行业个性化定制迫切需求,结合以3D打印制造技术为核心的数字制造技术带来的制造变革,研究3D打印个性化零件设计技术、个性化定制模式、定制业务协同引擎、交互门户、运行平台等技术,开发个性化定制管理平台,并基于3D打印制造装备为终端用户提供个性化定制服务,在应用示范期内销售经济收入不少于3000万元。

  3D打印一般应用于工程类制造与民用发展,如国防军工、航空航天等高端制造的重要零部件等,或者工程制造的小批量或者单件产品生产。随着3D打印技术的不断发展成熟,其成本也得到有效控制,成本的降低则意味着受众的扩大,其市场的进一步扩大。我国多地政府已经开始重视到3D打印工业发展,并积极推进。


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