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3D打印,如何打破以往的沉寂

发布时间:2017-12-07 09:00:00 文章来源:未来智讯    
    关键词 3D打印;打印技术;广东3D打印产业
    中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)119-0208-02
    1 3D打印概况
    “3D打印”的概念早在几十年前就已提出。上世纪70年代,随着3D软件的兴起,设计师们已能通过计算机制作出虚拟的三维物体,如何快速地把这些虚拟物体变成现实。这种理想的“快速成型”机,实际上就是“3D打印机”的前身。3D打印技术是一种以数字模型档为基础,通过一系列的物理叠成技术,运用粉末状金属或塑胶等可粘合材料,逐步添加材料形成三维实体的快速成型技术。该技术是以数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等多方面的前沿技术综合于一体,具有很高的科技技术含量。当前3D打印技术主要应用于先进制造、艺术设计、珠宝制作、生物医学工程、生物医学材料等领域。其最突出的优点是不需要通过原始的机械模块加工,就能直接从计算机图形数据中生成想要的形状物体。3D 打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术,包括信息技术、精密机械及材料科学。
    2 国内外3D打印产业发展情况
    2.1国外3D打印产业发展情况
    3D打印早在1986年就由美国提出,发展至今已二十多年了。近期,世界第一支3D打印手枪在美国试射成功。近年,美国总统奥巴马建议通过在美国本土投资10亿美元建立十几家制造业创新研究所来确保美国制造业不再往中国与印度转移,并将本土3D打印技术企业与美国国防部和能源部合作,把在全球化落后的地区转变成全球高科技中心,以带动制造业增长。同年,奥巴马还向3D打印产业支出5亿美元来提升美国在制造业上的领先地位。当前在世界前500强的企业大部分都是美国的产品,其在全球的3D打印行业中占据了绝大多数市场份额。如3D Systems 公司是目前全世界最大快速成型开发公司,具有在全球 3D 打印领域的龙头地位。
    欧盟、亚洲等发达国家纷纷从3D打印产业发展的战略高度出发,高度重视并积极推广3D打印技术,并制定了各自的3D产业综合技术路线图和行业标准,抢占全球的制高点。新加坡政府通过重点提高工人和工程师的技术水平来建立一个全新的3D打印行业的生态系统,在未来设计制造方面预计投资5亿美元。
    2.2国内3D打印产业发展情况
    我国的3D 打印技术还处于概念阶段和科普阶段,但在技术领域上基本与国际同步,目前主要在家电产业、建筑行业、模块设计、医学生物材料、牙科矫正、建筑行业、文化创意设计、汽车工程、航空航天领域等。在大型金属结构等重大核心技术的研发及生产条件上处于国际领先地位。其中,生物细胞方面通过制造立体模拟生物组织,为我们在生物医学领域提供了关键的技术支撑,取得了较大显著进展。在激光直接加工金属方面,我国的技术发展迅速,对各种需要的特种零部件都能够满足。在航天、航空装备制造业中,已经具备使用激光成形的复杂钛合金构件的能力,成为了世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件的国家。在3D打印技术的核心领域方面,我国虽然与国际3D打印技术处于同一水平,但在电子信息、先进制造及新材料等方面,我们还有很大的差距。
    目前3D打印技术高校的主要针对自主研发技术的开发,研究快速成型系统的科研团队有华中科技、北航、清大等。华中科大的快速制造业中心,在影响大型复杂制件整体成型的关键技术方面达到世界领先水平。近期国家工业和信息化部组织研究制定了3D打印产业中长期发展战略,完善3D打印技术规范与标准制订,为推动我国的3D打印技术产业起到了举足轻重的作用,面对未来三年国内百亿市场空间,3D打印正成为各地政府追逐焦点。
    3 对广东发展3D打印产业的思考
    3.1广东3D打印产业发展情况
    广东作为全国第一经济大省,同时也是改革开放先行区,经济实力在全国地级市中名列前茅,主要得益于广东省委、省政府始终以“科学技术是第一生产力”为指导,坚持发展高新技术产业,适度超前进行基础设施建设,实现跳跃式发展的同时,注重科技在城市建设中的持久支撑功能。广东省早在上世纪90 年代末已经开始引进3D打印技术,产业基础全国领先,一直以来致力于发展汽车、医疗、模具、动漫等产业并已形成一定的规模。广东拥有一批雄厚的科研力量及颇具实力的企业,目前主要依托科研院所及高等院校,大部分对3D打印技术方面的设备进行商业化运作的公司已经实现了成熟的产业化,通过开发应用,降低成本,促进广东制造业企业真正做到自主品牌。在当前全球产业革命爆发的前夜,国内城市加快布局3D打印的背景下,广东也牢牢抓住第三次工业革命的先导,宣布建立3D打印产业创新中心及3D打印技术产业园区,迅速地加入到3D打印产业“跑马圈地”的行列。
    3.2广东发展3D打印产业的制约因素
    当前,我国的3D打印技术已经发展得如火如荼,并且已经形成新的经济增长点,促进就业。而广东在这个方面还欠缺一定的影响力,尽管其产业基础处于全国领先地位,但是3D打印技术的发展仍存在瓶颈。主要表现在目前从事3D打印技术研发和生产的企业少,且规模较小、力量分散,“单打独斗”格局形式明显,同时还缺乏宏观规划和引导,在我国工业转型升级发展智能制造业的相关规划中,对3D打印产业的总体规划还不够重视。
    3.3对广东发展3D打印产业的思考
    目前,我国在3D打印产业总体趋势上还处于起步阶段,广东省应该把市场产业需求为导向,技术研究开发为支撑,3D打印企业为主体,把握新一轮3D打印产业革命的发展热潮,摸清适合广东省特殊产业的技术发展方向,改变传统的经济发展模式,以最大的效率发挥3D打印对现有产业转型升级的推动作用。将3D打印技术引入广东,可为提高广东省先进制造业的迅速发展,同时对促进工业转型升级具有重要的引领作用,不仅可以提升工业技术领域的产品研究开发水平,同时还能为攻克技术难关,而形成新的经济增长点。
         3.3.1制定3D打印产业发展规划,积极推动其健康发展
    面对3D打印产业发展需求,广东省应根据目前产业发展目标需求、市场需求及技术难度的基础上,结合广东省实际情况,编制广东省3D打印产业的发展规划,将3D打印产业发展规划纳入广东省工业转型升级、发展制造业的相关规划中,并将产业纳入优先发展产业目录。同时明确未来发展3D打印产业的战略需求,关键技术领域及主题,合理配置资源,为科学发展3D产业提供重要的决策依据。
    3.3.2加强产业联盟,推动3D产业协同发展
    积极引导高等院校、科研院所、企业及相关机构组建产业联盟及行业协会,利用协会的平台加强交流,共同推动3D打印技术产业的发展。同时组建一批重点实验室、工程技术研究中心、国际交流中心等机构,以促进产业可持续发展。
    3.3.3增加政府科技投入力度,提高3D打印技术水平
    政府针对目前3D打印产业发展的技术重点难点,部署一批核心的、关键的共性技术,为实现产业化,抢占先机,提供3D打印产业发展的科技支撑条件,在科技投入方面,理应减少对企业的选拔及直接补贴,通过公平公正的准入竞争机制及健全的创新机制,充分调动企业的积极性及企业家的创新精神。
    3.3.4 结合广东省特色产业,加强示范应用。
    根据广东省“十二五”规划及广东省战略性新兴产业的发展规划,在生物医疗、先机制造模具、文化创意及动漫等领域的方面加强示范带动作用。联合科研院所、医院、企业共同建立生物医疗硬组织3D打印修复体示范中心。加大力度投资高端模具信息制造业,促进传统产业升级,提高广东省企业的自主创新能力。
    3.3.5加强教育培训,促进3D打印社会化推广
    依靠产业联盟、行业协会等组织对3D打印技术应用的培训。在广东科学馆、文化创意产业中心、动漫艺术中心、青少年活动中心等公共服务机构进行3D打印的技术科普宣传活动。发展3D打印产业技术服务中心,为发展3D打印产业提供经验,通过纳入3D产业技术,完善相关学科的建设体系,培养3D打印产业的高端人才及团队,促进广东省的3D打印产业健康、持续发展。首先,高校研究机构大力培养高端型技术人才、创新型技术人才,其次,高等院校应开展3D打印技术专业,或在相关专业开设3D打印技术课程,培养应用创新型人才;最后,在中等职业技术类学校开设3D打印技术专业,培养操作型人才。
    参考文献
    [1]Print me a Stradivarius[J].Economist,2011-2-10.
    [2]胡迪・利普森,梅尔芭・库曼.3D打印从想象到现实 [J].
    [3]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展 [J].数码印刷.
    [4]王忠宏,李扬帆,张曼茵.中国3D打印产业的现状及发展思路[J].经济纵横,2013.
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