3D打印與工業制造的融合引起多國重視

8月25日，青島國際機電五金暨焊接切割與機器人博覽會開幕。作為日漸火爆的高端科技，3d打印在展會上吸引了眾多人的目光，這其中不乏制造業專業人士。他們對3d打印給中國傳統制造業能帶來哪些變化，提出了許多不解和疑問。這引起了我們深深的思考：為什么3d打印在日漸火爆的環境下，真正的應用行業，比如工業制造和智能機器人行業，卻鮮有人了解?里面到底缺失了什么?3d打印與這些行業的對接上仍然處在一個初級階段，沒有能真正實現行業驅動。
制造業是一個國家工業強弱的標志，3d打印的應用領域雖然在不斷的拓寬，但如果僅僅是打印一個人像、一個玩偶、打印一把吉他，停留在桌面機應用層面，它又能體現多少價值，出路又在何方?這是我們不能不深思的一個問題。
國際環境，3d打印驅動工業制造是趨勢3d打印技術發端于美國，隨后在世界各地開花結果。3d打印技術帶來的分散化生產及消費者多元化的需求，正逐步影響著傳統制造業的國際分工格局。3d打印與工業制造的融合引起了越來越多國家的重視。
2013年德國政府提出了“工業4.0”戰略，其中提出的重大任務就是聚焦于“智能工廠”和“智能生產”。之所以選擇這兩個主題，主要在于推進工廠智能化，不僅能夠創造前所未有的產品、大幅提高生產效率，還能夠解決當前社會面臨的許多問題。為了對接德國《工業4.0》政策，歐盟發布了最新“3d打印標準化路線圖”，以規整3d打印技術在發展戰略中的位置及方向。美國政府更是充分認識到3d打印技術在推動傳統制造業轉型升級中的重要性，并在重振美國制造業的一系列發展方案中，將3d打印列為11項重要技術之一。另外，日本著力推動3d打印產業鏈后端，不斷嘗試將本國已取得的技術成果在工業中進行推廣和應用。南非政府將目光投向大型3d打印機設備的研制和開發，將核心激光設備研制與扶持激光技術協同發展。
可以說，在國際環境下，用3d打印驅動工業制造已在眾多國家里形成了共識，并逐漸成為一個發展趨勢。
國內現狀，應用市場薄弱亟待喚醒
2015年，《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)》以及《中國制造2025》相繼出臺，彰顯了我國對于發展3d打印產業的決心。在8月24日，李克強總理主持的國務院專題講座中，更是提到3d打印是制造業有代表性的顛覆性技術，具有重大價值。要促進中國制造上水平，既要在改造傳統制造上“補課”，同時還要瞄準世界產業技術發展前沿，要加快3d打印、高檔數控機床、工業機器人等新技術新裝備的運用和制造。
國家政策利好，對于3d打印驅動中國制造產生著極其重要的推動作用。但我們也不能忽視目前國內應用現狀。
3d打印機分桌面級和工業級，前者以民用為主，后者偏向工業應用。根據三迪時空3d智造云平臺數據顯示，與發達國家相比，中國的3d打印還停留在概念層面，尚無成熟的商業模式。從應用層面來講，低端運用已經趨于飽和，企業扎堆低端fdm型3d打印，工業級應用則由于成本高、技術欠缺等問題，市場占比不足三成。
從實際發展情況來看，目前國內3d打印產業無論從企業規模、研發投入、產品成熟度、市場開發、材料開發等多個角度來看，依然處于起步階段，從設備到產品再到服務仍停留在“高級玩具”階段。
3d打印技術在我國還處于成長期，產業體量相對較小。目前國內，3d打印企業還是主要以中小企業形式存在。同時，中國制造業各個環節對3d打印技術的認識還存在欠缺，原因或是推廣不到位，或是技術限制，或是創新觀念的僵化，這就導致3d打印在工業制造領域的整體市場需求不足。
3d打印市場徘徊多年，還有個原因，就是在工業制造應用上，這項技術仍欠缺強度和精度，而且，工業級3d打印機的設備和原材料都比較昂貴，因此，在產業化初期，這項技術更為適合新產品的開發和小批量零件的生產。
但是，我們也欣慰的發現，國內從政府到企業，普遍認可3d打印技術的發展前景，政府和社會普遍關注3d打印技術將對我國現有的生產、經濟、制造模式等產生積極的影響。
3d打印+工業制造，牽手易相戀難3d打印在制造領域已展露了頭角，像工業設計、模具制造、零部件制造都會在新聞報道中，看到3d打印的身影。牽手制造業，已并非難事。但真正廣泛地融入到制造業中，實現中國智能制造的驅動，還有很長的一段路要走。
在《中國制造2025》戰略規劃發布后，業內分析未來3d打印將成為中國智能制造發展的一個支柱產業。但根據市場反應來看，在產品制造過程中，僅僅依靠3d打印的單打獨斗是不行的。受材料和技術的影響，目前3d打印產品仍無法滿足零件應用上某些指標要求。即便3d打印能夠保證金屬產品的強度指標，但這也僅僅是滿足了工業制造的基本要求。成本高、效率不高、技術不成熟等問題仍然存在，并且它的制造精度尚不能與傳統的超精度加工技術相提并論。
桌面級3d打印機的爆發和工業級3d打印機的相對缺失，也導致3d打印與制造領域的融合速度放慢，整個工業應用也缺乏市場整合開拓。目前環境下，3d打印在工業領域還談不上顛覆或取代傳統工業制造。只有3d打印與傳統制造技術真正結合起來，為傳統制造業增加更多個性化及智能化元素，才能推動制造業的升級轉型，才能實現中國制造向中國智造的轉變。
3d打印融入機床領域或成制造業主流趨勢數控機床位于整個制造業產業鏈的上端，下游行業主要包括汽車工業、國防軍工、航天航空、電子信息產業等。3d打印與數控機床兩者并無本質差別，區別在于兩者的制造方式和工藝。機床是減法制造，3d打印是加法制造。雖然3d打印作為一項顛覆性技術登上舞臺，但兩者在當前一段時間還將處于共存狀態。不過隨著技術的推動，將3d打印技術融入到機床領域，二者取長補短，將會是目前工業制造的主流趨勢。
當前，3d技術已開始向機床領域邁進。美國就將傳統的機床設備升級，使其能夠采用激光工程化凈成形(lens)實現金屬3d打印。dmg mori公司也將銑削加工技術與激光金屬沉積加工工藝結合在了一起，應用到了一臺具有完整銑削功能的激光熔覆加工機床上，打造了金屬3d打印復合5軸加工機床。該工藝采用了一套粉末噴嘴，其在粉末床中的加工速度要比激光燒結加工技術快20倍。
在《中國制造2025》中，3d打印和高端數控機床被擺放在了相當重要的位置。若3d打印技術能融入機床領域，對數控機床來說，無疑是如虎添翼。不僅可以使生產制造效率提高，而且還可以完成許多制造難題，這也將會給數控機床帶來一個跳躍式的發展!
3d打印改變工業制造，我們該怎么補課?
中國未來是以信息技術與制造技術深度融合為特征的智能制造模式，正在引發整個制造業的深刻變革。3d打印是制造業有代表性的顛覆性技術，實現了制造從等材、減材到增材的重大轉變，改變了傳統制造的理念和模式，具有重大價值。正如李克強總理所言，促進中國制造上水平，既要在改造傳統制造上“補課”，同時還要瞄準世界產業技術發展前沿。
打鐵還需自身硬，及時跟蹤和了解國際同行的先進技術和發展方向，并加大科研投入,引導科研與傳統產業的轉型升級相結合是一堂必修課。加強共性技術研究，實現產研學三方在市場機制下的合作互補，并充分發揮市場機制的作用，尋找一個更成熟度商業模式，讓3d打印與傳統制造業互利共進。3d打印將會對未來工業制造業，特別是中國市場的工業制造行業，開創一個新的格局。而從目前的發展趨勢來看，這一觀點已開始凸顯。
3d打印已蹣跚的進入了工業制造領域，目前牽手容易，相戀難。未來融合之路，還要走一段，但我們相信不會太遠。真正融合那一刻，也是中國制造向中國智造騰飛之時。


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