論中國3D打印潛在危機(jī)及應(yīng)對策略!

      發(fā)布時(shí)間:2024-04-10 點(diǎn)擊:138
      3d打印行業(yè)在中國雖然起步較晚,卻有后來居上的趨勢。為了中國3d行業(yè)發(fā)展的更快、更好,我們就必須正視其面臨的問題,及時(shí)拿出對策。經(jīng)過搜集與整理,我們?yōu)榇蠹曳治龀鲋袊?d打印行業(yè)所面臨的以下幾個(gè)問題,同時(shí)也提出了相應(yīng)的對策。
      1.國內(nèi)外行業(yè)差距
      有數(shù)據(jù)顯示,目前中國3d打印設(shè)備在世界只占極其一小部分。國內(nèi)3d打印在過去20年發(fā)展比較緩慢,在技術(shù)上也存在瓶頸,主要原因有:(1)材料的種類和性能受限制,特別是使用金屬材料制造還存在問題;(2)成形的效率需要進(jìn)一步提高;(3)在工藝的尺寸、精度和穩(wěn)定性上迫切需要加強(qiáng)。
      隨著美國“再工業(yè)化、再制造化”的口號呼喊,3d打印所打造的少勞動(dòng)力制造將給美國極大的動(dòng)力去發(fā)展。中國與美國的差距主要表現(xiàn)在:(1)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢,市場需求不足;(2)美國3d打印產(chǎn)品的快速制造水平比國內(nèi)高;(3)燒結(jié)的材料尤其是金屬材料,質(zhì)量和性能比我們好;(4)激光燒結(jié)陶瓷粉末、金屬粉末的工藝方面還有一定差距;(5)國內(nèi)企業(yè)的收入結(jié)構(gòu)單一,主要靠賣3d打印設(shè)備,而美國的公司是多元經(jīng)營,設(shè)備、服務(wù)和材料基本各占銷售收入的1/3。在全球3d模型制造技術(shù)的專利實(shí)力榜單上,美國3d systems公司、日本松下公司和德國eos公司遙遙領(lǐng)先。
      展望未來,3d打印是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ),以個(gè)性化、短流程為特征,實(shí)現(xiàn)直接制造、桌邊制造和批量定制的新的制造方式。其表現(xiàn)在:與生物工程的結(jié)合,與藝術(shù)創(chuàng)造的結(jié)合,與消費(fèi)者直接結(jié)合。
      目前,在歐美等發(fā)達(dá)國家,3d打印技術(shù)的應(yīng)用已較為廣泛,大到飛行器、賽車,小到服裝、手機(jī)外殼、甚至是人體組織器官。尤其在一些交叉學(xué)科領(lǐng)域中,3d打印的應(yīng)用更加明顯。
      2.行業(yè)存在的問題
      3d打印產(chǎn)業(yè)正成為投資熱點(diǎn),不少原來從事數(shù)字化技術(shù)、材料技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)的企業(yè)紛紛考慮投資開發(fā)3d打印設(shè)備生產(chǎn)和服務(wù)。目前,我國3d打印產(chǎn)業(yè)處于起步階段,存在一系列影響3d打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的問題。
      第一,缺乏宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)。3d打印產(chǎn)業(yè)上游包括材料技術(shù)、控制技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)、軟件技術(shù),中游是立足于信息技術(shù)的數(shù)字化平臺(tái),下游涉及國防科工、航空航天、汽車摩配、家電電子、醫(yī)療衛(wèi)生、文化創(chuàng)意等行業(yè),其發(fā)展將會(huì)深刻影響先進(jìn)制造業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意業(yè)、電子商務(wù)業(yè)及制造業(yè)信息化工程。但在我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級、發(fā)展智能制造業(yè)的相關(guān)規(guī)劃中,對3d打印產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃與重視不夠。
      第二,對技術(shù)研發(fā)投入不足。我國雖已有幾家企業(yè)能自主制造3d打印設(shè)備,但企業(yè)規(guī)模普遍較小,研發(fā)力量不足。在加工流程穩(wěn)定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的制造技術(shù)等諸多環(huán)節(jié),存在較大缺陷,難以完全滿足產(chǎn)品制造的需求。而占據(jù)3d打印產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位的一些美國公司,每年研發(fā)投入占銷售收入的10%左右。目前,歐美一些3d打印企業(yè)依托其技術(shù)優(yōu)勢,正加緊謀劃拓展我國市場。我國對3d打印技術(shù)的研發(fā)投入與美國有較大差距,占銷售收入的比重很少。
      第三,產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展。3d打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要完善的供應(yīng)商和服務(wù)商體系以及市場平臺(tái)。在供應(yīng)商和服務(wù)商體系中,包含工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、3d數(shù)字化技術(shù)提供商、3d打印機(jī)及耗材提供商、3d打印設(shè)備經(jīng)銷商、3d打印服務(wù)商;市場平臺(tái)包含第三方檢測驗(yàn)證支持、金融支持、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等支持。而目前國內(nèi)的3d打印企業(yè)還處于“單打獨(dú)斗”的初級發(fā)展階段,產(chǎn)業(yè)整合度較低,主導(dǎo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)平臺(tái)尚未確立,技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無序狀態(tài)。
      第四,缺乏教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣。目前,我國多數(shù)制造企業(yè)尚未接受“數(shù)字化設(shè)計(jì)”、“批量個(gè)性化生產(chǎn)”等先進(jìn)制造理念,對3d打印這一新興技術(shù)的戰(zhàn)略意義認(rèn)識(shí)不足。企業(yè)購置3d打印設(shè)備的數(shù)量非常有限,應(yīng)用范圍狹窄。在機(jī)械、材料、信息技術(shù)等工程學(xué)科的教學(xué)課程體系中,缺乏與3d打印技術(shù)相關(guān)的必修環(huán)節(jié),還停留在部分學(xué)生的課外興趣研究層面。
      3.產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展建議
      當(dāng)前,全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮,發(fā)達(dá)國家為解決近年來制造業(yè)競爭力下降的難題,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打印技術(shù)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)。雖然3d打印等數(shù)字化制造的核心技術(shù)仍處在發(fā)展的初級階段,產(chǎn)業(yè)還不成熟,但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個(gè)性化服務(wù)等方面已顯示其獨(dú)特優(yōu)勢。所以,我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)智能制造、數(shù)字化制造對我國的深刻影響,加快3d打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,推動(dòng)我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強(qiáng)國”轉(zhuǎn)變。
      (一)發(fā)展3d打印產(chǎn)業(yè),可提升我國工業(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)方法往往是先做模具,然后再做出樣品,而運(yùn)用3d打印技術(shù),無需模具,就可以把制造時(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,均可以利用3d打印技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)制造出來,從而極大地促進(jìn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì),能夠有效克服我國工業(yè)設(shè)計(jì)能力薄弱的問題。
      (二)發(fā)展3d打印產(chǎn)業(yè),可生產(chǎn)出復(fù)雜、特殊、個(gè)性化的產(chǎn)品,有助于攻克技術(shù)難關(guān)。3d打印技術(shù)可為基礎(chǔ)科學(xué)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)測試,運(yùn)用3d打印技術(shù),既在研制速度上具有優(yōu)勢,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。在生命科學(xué)的研究和應(yīng)用中,3d打印以“細(xì)胞打印”、“仿生定制”等形式出現(xiàn),把標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的機(jī)械加工業(yè)生產(chǎn)方式應(yīng)用到生物工程、生物制藥和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,已取得豐碩成果。以生物組織為原材料的制造業(yè),有望成為高端制造業(yè)的重要組成部分。發(fā)展3d打印技術(shù),將促進(jìn)我國在生物能源開發(fā)利用、生物和化學(xué)藥劑試驗(yàn)、人體組織和器官再造等領(lǐng)域取得技術(shù)進(jìn)步。
      (三)發(fā)展3d打印產(chǎn)業(yè),可形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),促進(jìn)就業(yè)。隨著3d打印技術(shù)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打印技術(shù)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)。比如自主創(chuàng)業(yè)者可通過購置或租賃低成本的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),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)。
      4.行業(yè)政策建議
      (一)制定3d打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,促進(jìn)其優(yōu)先發(fā)展。
      建議將3d打印技術(shù)定位為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意、工業(yè)設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造、電子商務(wù)及制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù),將該產(chǎn)業(yè)納入優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品目錄。在財(cái)稅金融政策上,鼓勵(lì)企業(yè)投資、研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用3d打印技術(shù),支持3d打印設(shè)備的進(jìn)出口。
      (二)加強(qiáng)3d打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、行業(yè)協(xié)會(huì)建設(shè),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。
      積極引導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)、3d數(shù)字化技術(shù)提供商、3d打印機(jī)及材料研發(fā)企業(yè)和機(jī)構(gòu)、3d打印服務(wù)應(yīng)用提供商組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,利用有關(guān)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)的平臺(tái)加強(qiáng)研討和交流,共同推動(dòng)3d打印技術(shù)研發(fā)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。促進(jìn)3d打印技術(shù)發(fā)展的市場建設(shè),包括3d打印電子商務(wù)平臺(tái)、3d打印數(shù)據(jù)安全和產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制、3d打印技術(shù)及關(guān)聯(lián)項(xiàng)目投融資機(jī)制等,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
      (三)加大科技扶持力度,提升3d打印技術(shù)水平。
      設(shè)立3d打印產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)基金,重點(diǎn)推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)、軟件控制、打印裝置、材料技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。在研發(fā)扶持中,要注意建立公平、公正的研發(fā)績效評估體系,鼓勵(lì)各研發(fā)主體探索不同的技術(shù)路徑。
      (四)加強(qiáng)教育培訓(xùn),促進(jìn)3d打印技術(shù)的社會(huì)化推廣。
      將3d打印技術(shù)納入相關(guān)學(xué)科建設(shè)體系,培養(yǎng)3d打印技術(shù)人才。依靠行業(yè)協(xié)會(huì)、博覽會(huì)、論壇等組織形式進(jìn)行3d打印技術(shù)和應(yīng)用的培訓(xùn)。在科技館、文化藝術(shù)中心、青少年活動(dòng)中心等公共機(jī)構(gòu)進(jìn)行3d打印技術(shù)的展示、宣傳和推廣。發(fā)展3d打印服務(wù)機(jī)構(gòu),推廣3d打印技術(shù)應(yīng)用,為發(fā)展3d打印產(chǎn)業(yè)積累應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。


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