發(fā)布日期：2024-09-28 來(lái)源: 網(wǎng)絡(luò ) 閱讀量（）
從關(guān)節靈活、一體成型的玩具中國龍，到依據患者特點(diǎn)量身定制的骨骼模型，再到與人體骨組織結構高度相似的椎間融合器……在日前閉幕的2024年中國國際服務(wù)貿易交易會(huì )上，除了人形機器人、低空無(wú)人飛行器等高科技應用，各式各樣的3D打印產(chǎn)品也賺足了眼球。 隨著(zhù)智能制造技術(shù)的發(fā)展，3D打印逐漸成為推動(dòng)我國新質(zhì)生產(chǎn)力培育發(fā)展的重要力量，其應用場(chǎng)景正在不斷拓展，還吸引了不少年輕人緊抓機遇，在相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng )業(yè)。 國家統計局日前發(fā)布的數據顯示，2024年上半年，我國3D打印設備產(chǎn)品產(chǎn)量同比增長(cháng)51.6%，其增長(cháng)率遠超新能源汽車(chē)的34.3%和集成電路的28.9%。同時(shí)，海關(guān)總署的數據顯示，今年1月至7月，我國3D打印設備出口量和出口額也都實(shí)現了兩位數高速增長(cháng)。 一系列數據反映出我國3D打印行業(yè)的強勁增長(cháng)勢頭。也有專(zhuān)家注意到，產(chǎn)銷(xiāo)兩旺背后，我國3D打印行業(yè)要闖出“新天地”，在技術(shù)迭代、場(chǎng)景應用、材料創(chuàng )新等方面還有一些瓶頸亟待突破。 “3D打印”是增材制造技術(shù)的一種俗稱(chēng)。增材制造以數字模型為基礎，通過(guò)將材料逐層堆積制造零件或實(shí)物，是一種“自下而上”的制造方法。雖然沒(méi)有等材、減材制造發(fā)展時(shí)間長(cháng)，但如今，增材制造也已成為推動(dòng)制造業(yè)轉型升級的重要力量。 廣東科恆科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廣東科恆”）是東莞有名的手板樣機制造企業(yè)，該公司市場(chǎng)總監耿安東告訴中青報·中青網(wǎng)記者，早在2008年，他們就開(kāi)始用3D打印技術(shù)生產(chǎn)手板樣機。 “手板樣機指的是用來(lái)驗証產(chǎn)品設計是否符合要求、測試產(chǎn)品可行性的小批量產(chǎn)品樣品，通常在產(chǎn)品設計階段和產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作。”耿安東說(shuō)，在沒(méi)有3D打印技術(shù)前，手板樣機大多採用數控加工等方式生產(chǎn)，3D打印技術(shù)的出現，大大提升了手板樣機的生產(chǎn)效率，進(jìn)一步降低了成本。 以汽車(chē)設計制造為例，耿安東介紹，一款新汽車(chē)底盤(pán)在研發(fā)過(guò)程中要經(jīng)過(guò)大量試驗，最開(kāi)始可能只是驗証它的外形、尺寸等是否符合裝配要求，如果用傳統工藝制造汽車(chē)底盤(pán)手板樣機，流程復雜，且需要幾個(gè)月的時(shí)間，“但利用3D打印技術(shù)，隻需要花費一周，就能制作多個(gè)汽車(chē)底盤(pán)手板樣機，然后直接送到汽車(chē)廠(chǎng)用於產(chǎn)品驗証”。耿安東告訴記者，目前，廣東科恆的工廠(chǎng)內有超過(guò)1000臺工業(yè)級3D打印機。而在該公司生產(chǎn)的手板樣機中，有近80%的產(chǎn)品是通過(guò)3D打印制造的。 “相較於傳統制造工藝，3D打印技術(shù)的成型、加工、制造過(guò)程簡(jiǎn)單，拿到數字模型圖紙之后，隻需要通過(guò)電腦控制發(fā)出指令，就可以直接打印出實(shí)物。”上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授王洪澤說(shuō)。王洪澤長(cháng)期從事增材制造與激光制造研究，他認為，通過(guò)簡(jiǎn)化生產(chǎn)環(huán)節，3D打印有效節省了材料消耗和人工成本。“同時(shí)，3D打印還具有輕量化、實(shí)現任意復雜結構制造的技術(shù)優(yōu)勢。” 其實(shí)，2012年，3D打印就被列入了國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃），相關(guān)政策提出要突破3D打印制造技術(shù)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，研制重點(diǎn)裝備產(chǎn)品。近年來(lái)，增材制造（3D打印）作為我國智能制造的關(guān)鍵領(lǐng)域，多次出現在《“十三五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》、“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要等頂層規劃中。 2021年發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規劃》明確提出，要加強關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，其中，增材制造作為先進(jìn)工藝技術(shù)，被列入“智能制造技術(shù)攻關(guān)行動(dòng)”重點(diǎn)攻關(guān)的關(guān)鍵核心技術(shù)目錄。 目前，3D打印還被應用於航空航天開(kāi)發(fā)和小批量制造、汽車(chē)快速開(kāi)發(fā)及輕量化、精準醫療、文化創(chuàng )意等領(lǐng)域。“比如齒科經(jīng)常會(huì )用到的人造牙齒、手機等電子產(chǎn)品的外殼、航天飛行器的重要零部件等，有很多產(chǎn)品或零部件都來(lái)自3D打印。”王洪澤說(shuō)，隨著(zhù)技術(shù)的一步步迭代和完善，3D打印逐漸從實(shí)驗室走向生產(chǎn)應用，賦能傳統制造業(yè)，發(fā)揮著(zhù)“降本增效”的作用。 東莞順林模型禮品股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“東莞順林”）是一家專(zhuān)門(mén)從事汽車(chē)模型、潮流玩具生產(chǎn)的企業(yè)。該公司有一款原創(chuàng )IP潮玩——“胖噠”，在產(chǎn)品設計階段，“胖噠”經(jīng)過(guò)了數十次3D打印驗証。“每次打印出來(lái)博魚(yú)·體育，我們都會(huì )對實(shí)物進(jìn)行效果評價(jià)，然后再有針對性地對設計方案進(jìn)行完善。”東莞順林董事長(cháng)劉學(xué)深說(shuō)，利用3D打印進(jìn)行新品輔助設計，已經(jīng)成為玩具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節。 3D打印在醫療領(lǐng)域的滲透也有目共睹。在服貿會(huì )現場(chǎng)，幾乎在每家醫療企業(yè)的展臺，都能看到3D打印產(chǎn)品的身影，納通科技集團帶來(lái)了一款3D打印脊柱椎間融合器產(chǎn)品。納通科技相關(guān)負責人介紹，普通的椎間融合器採用機械加工的方式制造，尺寸、型號相對固定，但通過(guò)3D打印，可以根據患者的關(guān)節特征等實(shí)現椎間融合器定制化，“同時(shí)，3D打印技術(shù)還可以在融合器上形成特定的微孔結構，方便后期骨長(cháng)入，更有利於患者恢復”。 王洪澤表示，長(cháng)三角、粵港澳大灣區等地是我國3D打印設備需求相對集中的區域。上述地區具有比較發(fā)達的制造業(yè)基礎，3D打印機作為重要的制造輔助設備，在當地有較大的消費市場(chǎng)。“同時(shí)，武漢、西安等高校和科研院所集中的城市和地區對相關(guān)設備的需求也比較大。” 相關(guān)數據顯示，截至2023年年底，我國國產(chǎn)3D打印裝備擁有量佔全球裝備的11.5%，處於全球第二，而消費級非金屬3D打印裝備市場(chǎng)佔比則位居全球首位。“隨著(zhù)‘3D打印+’的深入開(kāi)展，增材、減材與等材制造將走向互融互通。不同制造技術(shù)各顯其長(cháng)，發(fā)揮合力，共同推動(dòng)我國由制造大國向制造強國邁進(jìn)。”中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授、國家增材制造創(chuàng )新中心主任盧秉恆說(shuō)。 在3D打印領(lǐng)域，打印設備主要分為工業(yè)級和消費級。不同於工業(yè)級設備，消費級3D打印機專(zhuān)為個(gè)人用戶(hù)和小型企業(yè)設計，一般採用FDM（熔融沉積成型）、LCD光固化成型等技術(shù)，操作簡(jiǎn)便、成本相對較低，也被稱(chēng)為桌面級或入門(mén)級3D打印機。 從醫療器械到高端零配件，再到住宅建筑，3D打印加速賦能傳統工業(yè)制造的同時(shí)，消費級3D打印機市場(chǎng)也迎來(lái)了空前爆發(fā)。根據市場(chǎng)研究機構KBV Research的統計，2022年，全球消費級3D打印機市場(chǎng)規模為25.03億美元，預計到2028年將達到71億美元，年復合增長(cháng)率為19.2%。 “目前，消費級3D打印機以打印塑料產(chǎn)品居多，比如玩具、文創(chuàng )等。”王洪澤認為，隨著(zhù)技術(shù)的迭代更新，消費級3D打印機在打印效果、打印速度等方面有了持續性的提升，且使用門(mén)檻和產(chǎn)品單價(jià)明顯下降，這都促使3D打印獲得了市場(chǎng)的更大關(guān)注。 深圳市創(chuàng )想三維科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“創(chuàng )想三維”）是一家專(zhuān)門(mén)從事3D技術(shù)研發(fā)的國內企業(yè)，該公司華北區域銷(xiāo)售經(jīng)理耿雨萌介紹，目前，消費級3D打印機被不少潮流玩具設計師用來(lái)初步實(shí)現創(chuàng )意，還有消費者購買(mǎi)大批量的3D打印設備開(kāi)辦“3D打印工廠(chǎng)”，對外提供打印服務(wù)。而“3D打印農場(chǎng)”遍地開(kāi)花，也被市場(chǎng)普遍認為是相關(guān)技術(shù)越來(lái)越被市場(chǎng)認可的一種表現。 所謂“3D打印農場(chǎng)”，就是指多臺消費級3D打印機在同一個(gè)操作環(huán)境中集中運行，用來(lái)小批量生產(chǎn)或快速制造各種產(chǎn)品。管理運營(yíng)“3D打印農場(chǎng)”的人則被稱(chēng)為“農場(chǎng)主”。“如果把‘3D打印農場(chǎng)’看作是一個(gè)小型工廠(chǎng)，那生產(chǎn)線(xiàn)就由一臺臺3D打印機組成，我們隻需在切片軟件（3D打印的模型管理系統——記者注）中設置好參數並加載原材料，打印機就能按照設定好的程序批量制造出性能一致的產(chǎn)品。”3D打印行業(yè)垂直平臺“3D打印資源庫”的創(chuàng )始人譚文杰解釋道。 如今，越來(lái)越多年輕人投身到“3D打印農場(chǎng)”創(chuàng )業(yè)中，朱朝文就是其中之一。他在江西南昌經(jīng)營(yíng)著(zhù)一家規模達300臺打印機的“3D打印農場(chǎng)”，平常會(huì )承接一些打印玩具、文創(chuàng )產(chǎn)品的訂單。趕上旺季，他家“農場(chǎng)”每天24小時(shí)“連軸轉”。此外，他還是江西小有名氣的3D打印設備代理商。今年3月開(kāi)始做設備代理以來(lái)，他賣(mài)出的3D打印機已經(jīng)有大幾千臺。 根據“3D打印資源庫”的不完全統計，目前，全國有1000多位“農場(chǎng)主”，每位“農場(chǎng)主”擁有的設備數量從幾臺到上千臺不等。“這些‘農場(chǎng)主’掌握著(zhù)超過(guò)5萬(wàn)臺3D打印機，展現了‘3D打印農場(chǎng)’行業(yè)的增長(cháng)速度。”譚文杰回憶，今年4月，上面的數據還只是兩萬(wàn)多臺，“短短4個(gè)月，漲了近1.5倍”。 值得注意的是，海外也正在成為我國消費級3D打印機重要的終端市場(chǎng)。海關(guān)總署日前發(fā)布的數據顯示，今年1月至7月，國產(chǎn)3D打印機出口量為210萬(wàn)臺，出口金額超過(guò)49.9億元，較去年同期分別增長(cháng)了36.3%和75.6%。如今，在電商平臺Amazon（亞馬遜）上搜索“3D打印機”，銷(xiāo)量排名靠前的幾乎都是中國品牌。 近幾年，多家國內3D打印領(lǐng)域頭部廠(chǎng)商年營(yíng)收突破10億元大關(guān)，小米、安克等公司也紛紛進(jìn)軍3D打印。市場(chǎng)研究機構CONTEXT此前發(fā)布的報告提到，2023年，全球入門(mén)級3D打印機出貨量同比增長(cháng)19%，其中約94%的出貨量由中國供應商完成。耿雨萌則提到，目前，創(chuàng )想三維3D打印機的銷(xiāo)售區域已經(jīng)覆蓋全球超過(guò)190個(gè)國家。 王洪澤表示，我國3D打印能順利出海，主要得益於供應鏈的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和廠(chǎng)商之間的競爭。“國內3D打印設備成本相較國外要低很多，這與我們的人力成本以及相關(guān)資源成本較低有關(guān)﹔同時(shí)，國內3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，市場(chǎng)主體較多，競爭也比較激烈。” “消費級3D打印機的使用門(mén)檻不高，隨著(zhù)越來(lái)越多人進(jìn)入3D打印領(lǐng)域創(chuàng )業(yè)，市場(chǎng)越來(lái)越‘卷’。”譚文杰認為，在“3D打印農場(chǎng)”創(chuàng )業(yè)，有兩條發(fā)展路徑可以選擇：一是“小而美”做個(gè)性化定制，二是“大而全”走工廠(chǎng)化路線(xiàn)。 他提到，個(gè)性化、定制化是3D打印的天然優(yōu)勢之一，如果在產(chǎn)品設計上做出自己的特色和品牌，能帶來(lái)較大的原創(chuàng )紅利。對於大型“農場(chǎng)主”，將3D打印作為一種新工具來(lái)替代傳統的制造方式，比如生產(chǎn)工業(yè)件等，“這可能是未來(lái)‘3D打印農場(chǎng)’的主要發(fā)展方向”。 “3D打印農場(chǎng)”的出現為小批量、個(gè)性化的產(chǎn)品制造帶來(lái)不小的變化。其實(shí)，從3D打印技術(shù)面世的一刻起，大眾就一直在期待它能給制造業(yè)帶來(lái)一次徹底的。但在多位業(yè)內人士看來(lái)，當前，我國3D打印規模化制造在打印設備、打印材料等方面還有一些發(fā)展瓶頸尚待突破，這也成為3D打印如何闖出“新天地”的必答題。 “首先要加大高端3D打印相關(guān)設備和技術(shù)的研發(fā)力度。”王洪澤說(shuō)，目前，3D打印技術(shù)還沒(méi)有發(fā)展到可以在所有制造領(lǐng)域均大批量應用的階段，打印效率較低，成本較高。注塑制造等方法雖然開(kāi)模具成本更高，但一旦模具開(kāi)好，就可以進(jìn)行大批量制造。“3D打印還需要降本增效。” 先進(jìn)材料的研發(fā)也值得關(guān)注。目前，在3D打印領(lǐng)域，高性能材料比較欠缺。此外，可用於3D打印的材料種類(lèi)有限，也在一定程度上阻礙了技術(shù)應用范圍的擴大。“我們身邊目之所及的所有實(shí)物均可以通過(guò)傳統制造的方式生產(chǎn)，傳統制造的材料體系可能有上千、上萬(wàn)種，但是目前可用於3D打印的材料隻有幾百種。”耿安東說(shuō)。但王洪澤強調，材料開(kāi)發(fā)是3D打印技術(shù)推廣應用的一個(gè)必經(jīng)階段。“未來(lái)，要結合當前行業(yè)的切實(shí)發(fā)展需求，開(kāi)展相關(guān)材料的研發(fā)工作。” 相關(guān)統計數據顯示，目前我國3D打印規模以上企業(yè)有近200家，但其中多為中小企業(yè)，研發(fā)和技術(shù)創(chuàng )新能力相對較弱。王洪澤表示，推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展，還需要政策持續對高新技術(shù)研究作出引導和支持，尤其是對一些高端但風(fēng)險較大的研究，我國的支持力度還應進(jìn)一步加大。“同時(shí)，還要讓企業(yè)、民眾更多地了解3D打印技術(shù)，隻有大家了解了，才有可能會(huì )更大范圍地應用。” 我國已經(jīng)於2021年將“增材制造工程”列入普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄，目前有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等18所高校開(kāi)設了上述專(zhuān)業(yè)，但耿安東認為這“遠遠不夠”。他提到，高校人才培養最短也需要3至4年的時(shí)間，但企業(yè)不能坐等。“特別是對於了解增材制造，同時(shí)熟悉傳統制造業(yè)優(yōu)劣勢的復合型人才，在市場(chǎng)上會(huì )非常受歡迎。” “高校也好，企業(yè)也好，產(chǎn)業(yè)鏈也好，對於人才培養要持續加大投入。”耿安東說(shuō)，此外，還要了解不同的細分制造領(lǐng)域的需求，結合3D打印材料成型的工藝特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)更加深入的制造方式，“這對行業(yè)發(fā)展非常重要”。(朱彩雲) 人民日報社概況關(guān)於人民網(wǎng)報社招聘招聘英才廣告服務(wù)合作加盟供稿服務(wù)數據服務(wù)網(wǎng)站聲明網(wǎng)站律師信息保護聯(lián)系我們 人 民 網(wǎng) 股 份 有 限 公 司 版 權 所 有 ，未 經(jīng) 書(shū) 面 授 權 禁 止 使 用
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