摘要 熱詞也就是熱門詞匯。熱詞作為一種詞匯現(xiàn)象,反映了一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)行業(yè)在一個(gè)時(shí)期人們普遍關(guān)注的、媒體反復(fù)提及的問題和事物。具有時(shí)代特征。回顧2103年中國在TMT領(lǐng)域各種風(fēng)起...
熱詞也就是熱門詞匯。熱詞作為一種詞匯現(xiàn)象,反映了一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)行業(yè)在一個(gè)時(shí)期人們普遍關(guān)注的、媒體反復(fù)提及的問題和事物。具有時(shí)代特征。回顧2103年中國在TMT領(lǐng)域各種風(fēng)起云涌,以下為有一定代表性的科技熱詞,或許可以以管窺豹,以點(diǎn)帶面,從另外一個(gè)角度再看一眼2013。
仔細(xì)觀察這些熱詞,會(huì)發(fā)現(xiàn)2013年也是這些熱詞的“元年”,這是熱詞之所以成為熱詞的原因,也意味著這些詞并非曇花一現(xiàn),而將產(chǎn)生較持有的影響力。
3D打印:3D打印元年。
3D打印其實(shí)與印刷無關(guān)。
3D打印的概念其實(shí)早就存在,但之所以成為中國科技界2013年的關(guān)鍵詞,起源于2013年1月,北京航空航天大學(xué)王華明教授在相關(guān)領(lǐng)域獲得國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(為飛機(jī)打印鈦合金零件的技術(shù))。
中央政治局集體學(xué)習(xí),請(qǐng)專家專門講解3D打印。
在世界領(lǐng)域則是因?yàn)檫@一年3D打印機(jī)和服務(wù)開始成規(guī)模應(yīng)用,被預(yù)料將給很多行業(yè)帶來了革命性的變化,如航空、醫(yī)療、汽車,甚至珠寶、服飾、火器,哪怕是吃的比薩,3D打印無所不包。
無論是跨國公司還是DIYer。3D打印給了他們一種更快、更便宜、更方便的工具,來制造新的設(shè)備,實(shí)現(xiàn)新的想法。
3D打印的革命性還體現(xiàn)在,它有可能帶來商業(yè)模式和生產(chǎn)方式的變革。
863計(jì)劃為3D打印指明四大方向
科技部于2012年4月公布了《國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)、國家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南》(以下簡稱《指南》),其中包括了近來火熱的3D打印產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)分析人士表示,這個(gè)《指南》充分體現(xiàn)出國家層面對(duì)3D打印的重視程度,對(duì)國內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)是個(gè)利好消息。
《指南》中指出,要聚焦航空航天、模具領(lǐng)域的需求,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,并在相關(guān)領(lǐng)域開展驗(yàn)證,初步具備開展全面推廣應(yīng)用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。
《指南》中還著重列出了如下4個(gè)研究方向:
第一、面向航空航天大型零件激光熔化成型裝備研制及應(yīng)用(國撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過1000萬元,前沿技術(shù)研究類),針對(duì)航空航天產(chǎn)品研制(試制)過程中單件、小批量需求,研制適合鈦合金等難加工零件直接成型的大型零件激光熔化成型裝備,臺(tái)面2米×2米,制件精度控制在±1%以內(nèi),堆積效率達(dá)300cm3/h以上。制定相關(guān)工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并在航空航天產(chǎn)品研制零部件制造中進(jìn)行應(yīng)用。
第二、面向復(fù)雜零部件模具制造的大型激光燒結(jié)成型裝備研制及應(yīng)用(國撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過1000萬元,前沿技術(shù)研究類),針對(duì)復(fù)雜零部件模具快速制造的需求,研制適合制造蠟?zāi)!⑾炐汀⑸靶椭圃欤约澳猃埖人芰狭慵圃斓拇笮图す鉄Y(jié)成型裝備,臺(tái)面2米×2米,制件精度控制在±0.1%以內(nèi),堆積效率達(dá)1000cm3/h以上。制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并在汽車、模具等行業(yè)產(chǎn)品研制中得到應(yīng)用。
第三、面向材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零部件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備研制與應(yīng)用(國撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過1000萬元,前沿技術(shù)類),針對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能要求高、連接難度大等復(fù)雜零部件加工的需求,研制材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備和工藝,工作加熱區(qū)域尺寸Φ1000mm×1000mm以上,并在航空航天產(chǎn)品的研制中開展應(yīng)用。
第四、基于3D打印制造技術(shù)的家電行業(yè)個(gè)性化定制關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范(國撥經(jīng)費(fèi)控制額不超過1000萬元、企業(yè)牽頭申報(bào),應(yīng)用開發(fā)與集成示范類),針對(duì)家電行業(yè)個(gè)性化定制迫切需求,結(jié)合以3D打印制造技術(shù)為核心的數(shù)字制造技術(shù)帶來的制造變革,研究3D打印個(gè)性化零件設(shè)計(jì)技術(shù)、個(gè)性化定制模式、定制業(yè)務(wù)協(xié)同引擎、交互門戶、運(yùn)行平臺(tái)等技術(shù),開發(fā)個(gè)性化定制管理平臺(tái),并基于3D打印制造裝備為終端用戶提供個(gè)性化定制服務(wù),在應(yīng)用示范期內(nèi)銷售經(jīng)濟(jì)收入不少于3000萬元。
《指南》的發(fā)布,再一次讓業(yè)內(nèi)看到了國家堅(jiān)定支持3D打印產(chǎn)業(yè)的態(tài)度。3D打印技術(shù)入選"863計(jì)劃",特別是國家撥款經(jīng)費(fèi)支持產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展,這對(duì)于改變國內(nèi)3D打印企業(yè)規(guī)模小、散亂以及投資有限的格局將起到非常重要的推動(dòng)作用。
中國3D打印產(chǎn)業(yè)化分析及發(fā)展的意義
3D打印(3D printing)是制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù),被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”。3D打印機(jī)依托多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的尖端技術(shù),在航空航天、汽車摩托車、家電、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用,發(fā)展前景廣泛。運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的主要流程是:應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件,設(shè)計(jì)出立體的加工樣式,然后通過特定的成型設(shè)備(俗稱“3D打印機(jī)”),用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出產(chǎn)品。
3D打印是“增材制造”(Additive Manufacturing)的主要實(shí)現(xiàn)形式。“增材制造”的理念區(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、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),通過增加材料的方法生成任何形狀的物體,簡化產(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。
主要材料和關(guān)鍵配件是原材料(粉末、樹脂、線材等),激光發(fā)生器,控制系統(tǒng),這三部分是附加值最高的,國內(nèi)做的3D打印,更多的是在做組裝機(jī)器和成型軟件,用量較大的粉末材料,這可以顛覆傳統(tǒng)的鑄造、機(jī)械加工;國外的主要廠商是3D System,STRATASYS,eos,他們是全產(chǎn)業(yè)鏈,玩轉(zhuǎn)的基因是全產(chǎn)業(yè)鏈通。
中美差異在于,中國的市場(chǎng)潛力巨大,世界第一,但是創(chuàng)新和科技實(shí)力弱,材料、信息技術(shù)、理念這些不利于3D打印的上游技術(shù)發(fā)展。3D打印發(fā)展,工業(yè)、消費(fèi)品并重,短期來看,工業(yè)市場(chǎng)更吸引人。3D打印工藝眾多,產(chǎn)成品率按照材料和質(zhì)量要求不同而不同,3D打印與傳統(tǒng)制造的比較更多應(yīng)在效率、復(fù)雜、難度上面。
目前3D打印工業(yè)機(jī)的價(jià)格在30萬美元-150萬美元,而國內(nèi)的機(jī)床價(jià)格普遍在10萬美元以下,3D打印機(jī)是機(jī)器,這個(gè)產(chǎn)業(yè)要替代傳統(tǒng)需要等到鋼材價(jià)格、人工成本、能源價(jià)格大幅上漲,信息化社會(huì)形成的時(shí)候才可以談競爭;目前來講,醫(yī)療、教育、航空航天、軍工、汽車等應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)較好。
一些中小企業(yè)成為國外3D打印設(shè)備的代理商,經(jīng)銷全套打印設(shè)備、成型軟件和特種材料。還有一些中小企業(yè)購買了國內(nèi)外各類3D打印設(shè)備,專門為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)提供服務(wù)。其中,廣東省工業(yè)設(shè)計(jì)中心、杭州先臨快速成型技術(shù)有限公司等企業(yè),設(shè)立了3D打印服務(wù)中心,發(fā)揮科技人才密集的優(yōu)勢(shì),向國內(nèi)外客戶提供服務(wù),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
目前,我國已有部分技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。其中,激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快,已基本滿足特種零部件的機(jī)械性能要求,率先應(yīng)用于航天、航空裝備制造;同時(shí),生物細(xì)胞3D打印技術(shù)取得顯著進(jìn)展,已可以制造立體的模擬生物組織,為我國生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尖端科學(xué)研究提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。
專家方面,清華大學(xué)的顏永年,華科大的史玉升,西交大的盧秉恒,北航的王華明,湖南華曙的許小曙,技術(shù)不一樣,排名沒有價(jià)值。目前王華明、顏永年參與了上市公司產(chǎn)業(yè)化,華科大曾經(jīng)有深圳創(chuàng)投介入,西交大資本化較弱。
從國內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來講,技術(shù)基本是看了國外的,在國內(nèi)高校研發(fā),進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化,SLM\SLS\SLA\FDM技術(shù)在國外都有競爭力,但是材料、激光器需要進(jìn)口,利潤較薄,高端機(jī)器和材料上還是國外壟斷,國內(nèi)市場(chǎng)在全球份額在8-10%。
發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),可以在提升我國工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)水平的同時(shí)有助于攻克技術(shù)難關(guān),并且易形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),促進(jìn)就業(yè)。
當(dāng)前,全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮。發(fā)達(dá)國家面對(duì)近年來制造業(yè)競爭力的下降,大力倡導(dǎo)“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略,提出智能機(jī)器人、人工智能、3D打印是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù),并希望通過這三大數(shù)字化制造技術(shù)的突破,鞏固和提升制造業(yè)的主導(dǎo)權(quán),加快3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展,推動(dòng)我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變。
發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),可以提升我國工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)水平,提高工業(yè)設(shè)計(jì)能力
傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)方法,往往是先開磨具,然后再做出樣品,而運(yùn)用3D打印技術(shù),無需開磨具,可以把制造時(shí)間降低為以前的1/10到1/5,費(fèi)用降低到1/3以下。一些好的設(shè)計(jì)理念,無論其結(jié)構(gòu)和工藝多么復(fù)雜,均可利用3D打印技術(shù),短時(shí)間內(nèi)制造出來,從而極大地促進(jìn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì),有效克服我國工業(yè)設(shè)計(jì)能力薄弱的問題。
發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),可以生產(chǎn)出復(fù)雜、特殊、個(gè)性化產(chǎn)品,有助于攻克技術(shù)難關(guān)
3D打印可以為基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的研究提供重要的技術(shù)支持。在航天、航空、大型武器等裝備制造業(yè),零部件種類多、性能要求高,需要進(jìn)行反復(fù)測(cè)試。運(yùn)用3D打印,除了在研制速度上具有優(yōu)勢(shì)外,還可以直接加工出特殊、復(fù)雜的形狀,簡化裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),化解技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性能的趕超。
發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),可以形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),促進(jìn)就業(yè)
隨著3D打印的普及,“大批量的個(gè)性化定制”將成為重要的生產(chǎn)模式。3D打印與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的緊密結(jié)合,將衍生出新的細(xì)分產(chǎn)業(yè)、新的商業(yè)模式,創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
如自主創(chuàng)業(yè)者可以通過購置或者租賃低成本的3D打印設(shè)備(一些3D打印設(shè)備已低于1萬元),利用電子商務(wù)等平臺(tái)提供服務(wù),為大量消費(fèi)者定制生活用品、文體器具、工藝裝飾品等各類中小產(chǎn)品,激發(fā)個(gè)性化需求,形成一個(gè)數(shù)百億甚至數(shù)千億元規(guī)模的文化創(chuàng)意制造產(chǎn)業(yè),并增加社會(huì)就業(yè)。