【中國機床商務網 機床上下游】在“互聯網＋”戰略的推動下，3D打印可以與物聯網技術、云計算、大數據、機器人實現融合，實現制造的一體化模具制造，使得制造業產業組織形 態和供應鏈模式重新構建，讓制造商與消費者合為一體，由此帶來制造業的顛覆式重構，帶來無窮的創新空間。而受市場需求推動、政策利好及技術創新支持多重推 動，3D打印行業將加速進入成長期，今年行業產值有望達到80-100億元，行業整體年均增速將高達30%以上
制造業顛覆式重構
據了解，區別于傳統制造技術，通過將多維制造變成由下而上的二維疊加，3D打印大大降低了設計與制造的復雜度，能通過精密設計制造傳統工藝無法加工的 奇異結構，并且具備成本低、生產周期短等明顯優勢，尤其適合動力設備、航空航天、汽車、醫療器械等高端產品上的關鍵零部件制造。目前已經開始從研發轉向產 業化應用階段。
在機構投資者看來，3D打印將帶來真正的制造業革命。上一輪的工業革命中，制造業主要通過批量化的流水線制造和集約生產來降低生產成本，實現規模效 益，3D打印將使得制造業產業組織形態和供應鏈模式重新構建，讓制造商與消費者合為一體，由此帶來制造業的顛覆式重構，帶來無窮的創新空間。而受市場需求 推動、政策利好及技術創新支持多重推動，3D打印行業將加速進入成長期。
從政策支持層面看，今年2月28日，工信部、財政部等多部委印發國家級3D打印發展推進計劃，提出到2016年，初步建立較為完善的產業體系，銷售收 入實現快速增長，年均增長速度30%以上，整體技術水平與國際同步。《3D打印——第三次工業革命的引擎》一書的作者、財政部稅政司李旭鴻博士表示，3D 打印融合新信息技術、智能制造與材料技術，將革命性的改變制造方式和產業，乃至生產力和生產關系，對于世界制造工廠的中國來說，有重大的戰略意義，借助 3D打印技術，中國制造業有望在高端制造領域占據先機。
從市場空間看，2013年我國3D打印行業產值20億元。多家券商研報預計，未來3-5年將是3D打印技術的快速發展期，今年行業產值有望達到80-100億元，到2016年預計將達百億元人民幣，行業整體年均增速將高達30%以上。
從民用打印市場看，市場驅動力量強勁，主要是民用級打印在技術層面的門檻已經大大降低，設計程序、成型工藝和原材料這三要素在民用市場已經相當成熟，加上打印設備和耗材的價格大幅度降低，由此打開了巨大的市場空間。
在業內人士看來，隨著打印速度提升、新的打印材料投入使用以及新的制造手段使用，行業將持續保持高速增長。其中航空、汽車、醫藥等領域增長強勁，從國外巨頭公司布局情況看，通用公司、波音公司以及寶馬等高端制造業巨頭都開始重金投入3D打印研究。
深圳一家基金公司研究員表示，在“互聯網＋”戰略的推動下，3D打印可以與物聯網技術、云計算、大數據、機器人實現融合，實現制造的一體化模具制造， 傳統領域的銜接物件不復存在，讓高端制造更趨于完美，在高端制造、醫療器械等領域有廣闊空間，未來將成為工業4.0領域高端制造的關鍵環節。
智能制造的助推器
日前在四川成都落幕的第三屆世界3D打印技術產業大會上，多數專家認為，3D打印將成傳統制造業轉型升級進入智能制造的助推器，有望從一定程度上改變傳統工藝和流程。
“傳統制造業的設計是面向工藝的設計，設計的時候一定要考慮用傳統方式能不能做出來。但3D打印是面向性能的設計，只需考慮結構是不是最優，這樣就可以拓展創新、創意的空間，激發設計人員的創新思維。”華中科技大學教授史玉升說。
史玉升認為，3D打印可以降低產品研發創新的成本，縮短創新研發的周期。傳統制造業必需的模具、澆鑄等不再需要，3D打印可以直接做出樣件。
目前世界多個國家都對3D打印進行了密集的政策支持，近期出臺的《中國制造2025》規劃，也將3D打印列入未來重點突破的十大領域之一。
世界3D打印技術產業聯盟首席執行官羅軍認為，智能制造是《中國制造2025》的核心之一，而智能制造也是目前傳統產業轉型升級的方向。在中國智能制造規劃的10年路線圖中，3D打印將扮演重要的角色。
在與會專家看來，3D打印對傳統制造業的提升不光是對制造過程的提升，而且是從設計到制造到服務，全流程的提升。
與此同時，專家們也不諱言3D打印在發展過程中遇到的瓶頸障礙。應用市場無法打開被視為3D打印多年緩行的重要原因。羅軍說，只有個性化、復雜化的定 制化制造才是3D打印的優勢。“現在我們缺乏的是一個成熟的商業模式，將3D打印與時尚、藝術、創意、教育培訓等行業融合起來。”
與此同時，中國工信部原部長李毅中指出，材料也是3D打印領域的一大難點，目前亟需針對不同領域的特殊要求研發一批新材料。
“這些新材料的研制主要不是靠3D打印行業自己來承擔，而是要依靠鋼鐵、有色、石化、建材等傳統行業。”李毅中說。這些行業可以瞄準和抓住產業升級、邁向中高端的機遇，發展新材料。
三大領域有市場
3D行業權威報告稱，過去三年3D打印市場的年平均增長率為27.4%，預計2019年3D打印市場規模將達到60億美元。其中，在醫療方面的應用市場份額占到15.1%，預計2025年該市場可達到19億美元，折合人民幣超百億元。
3D打印市場需求主要分為工業打印機和桌面打印機，前者的需求對象主要在航空航天、汽車工業領域；后者在醫療領域和個人消費市場有較大吸引力。
世界3D打印技術產業聯盟首席執行官羅軍據記者介紹，航空航天行業將成為3D打印
技術的率先受益者，通過使用3D打印技術和快速成型技術，可以降低航天器的生產成本。3D打印通過大量使用基于金屬粉末和絲材的高能束流增材制造技術生產飛機零件，從而實現結構的整體化，降低成本和周期，達到“快速反應，無模敏捷制造”的目的。
其次是汽車工業。與航空航天行業一樣，3D打印在汽車行業的應用可以降低生產成本，方便快捷地制造高精度零件，提升工作效率，降低新車型新零件的開發 時間。2010年，世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。2013年，3D打印汽車Urbee2面世。后者是一款混合動力汽車，絕大多 數零部件來自于3D打印，具有優異的性能，耐用、環保、時尚。
3D打印技術在醫學領域的新應用也層出不窮。不僅能夠打印醫療模型、醫療器械，還可以根據患者需要打印出相應的器官，精準指導手術。中國工程院院士戴 尅戎告據記者，未來3D打印機或許可以定制出與人體原來器官一樣具有生物活性的人造器官，實現個性化治療方案，為器官功能衰竭的患者帶來福音。
目前，國內3D打印牙齒、骨骼修復技術已經成熟，并在各大骨科醫院、口腔醫
《上海機械網報道》：模具行業是一個跨度最大的行業，它與制造業的各個領域都發生關系。在現代社會，制造和模具是高度依存的，無數產品的部件都要通過模制（注射、吹塑和硅膠）或鑄模（熔模、翻砂和旋壓）來制造。無論什么應用，制造模具都能在提高效率和利潤的同時保證質量。
CNC加工是在制造模具時最常用的技術。雖然它能夠提供高度可靠的結果，但同時也非常昂貴和費時。所以很多模具制造企業也開始尋找更加有效的替代方式。而 通過增材層制造（ALM，即3D打印或增材制造 ）制作模具也就成了一個更加具有吸引力的方法，特別是因為模具一般都屬于小批量生產而且形狀都比較復雜，很適合3D打印來完成。
如今，3D打印和各種打印材料（塑料、橡膠、復合材料、金屬、蠟和砂）已經給許多行業，如汽車，航空航天，以及醫療保健和醫療等，帶來了很大的便利，很多企業都在其供應鏈里集成了3D打印，這其中也包括模具制造。
那么模具制造能夠從3D打印技術上得到什么好處嗎？
其實模具制造的以下幾個環節是能夠用到3D打印技術的：
•成型（吹塑、LSR、RTV、EPS、注塑、紙漿模具、可溶性模芯、玻璃鋼模具等等）
•鑄模（熔模、砂模、旋壓等...）
•成型（熱成型，金屬液壓成型等...）
•機械加工、裝配和檢驗（固定夾具、移動夾具、模塊化夾具等...）
•機器人末端執行器（夾手）
用3D打印制造模具有許多優點：
1）模具生產周期縮短
3D打印模具縮短了整個產品開發周期，并成為驅動創新的源頭。在以往，由于考慮到還需要投入大量資金制造新的模具，公司有時會選擇推遲或放棄產品的設計更 新。通過降低模具的生產準備時間，以及使現有的設計工具能夠快速更新，3D打印使企業能夠承受得起模具更加頻繁的更換和改善。它能夠使模具設計周期，跟得 上產品設計周期的步伐。
此外，有的公司自己采購了3D打印設備以制造模具，這樣就進一步加快了產品開發的速度，提高了靈活性/適應性。在戰略上，它提升了供應鏈御防延長期限和開發停滯風險的能力，比如從供應商那里獲得不合適的模具。
2）制造成本降低
如果說當下金屬3D打印的成本要高于傳統的金屬制造工藝的成本，那么成本的削減在塑料制品領域更容易實現。
金屬3D打印的模具在一些小的、不連續的系列終端產品生產上具有經濟優勢（因為這些產品的固定費用很難攤銷），或者針對某些特定的幾何形狀（專門為3D打 印優化的）更有經濟優勢。尤其是當使用的材料非常昂貴，而傳統的模具制造導致材料報廢率很高的情況下3D打印具有成本優勢。
此外，3D打印在幾個小時內制造出精確模具的能力也會對制造流程和利潤產生積極的影響。 尤其是當生產停機和/或模具庫存十分昂貴的時候。
最后，有時經常會出現生產開始后還要修改模具的情況。3D打印的靈活性使工程師能夠同時嘗試無數次的迭代，并可以減少因模具設計修改引起的前期成本。
3）模具設計的改進為終端產品增加了更多的功能性。
通常，金屬3D打印的特殊冶金方式能夠改善金屬微觀結構并能產生完全致密的打印部件，與那些鍛造或鑄造的材料（取決于熱處理和測試方向）相比其機械和物理 性能一樣或更好。增材制造為工程師帶來了無限的選擇以改進模具的設計。當目標部件由幾個子部件組成時，3D打印具有整合設計，并減少零部件數量的能力。這 樣就簡化了產品組裝過程，并減少了公差。
此外，它能夠整合復雜的產品功能，使高功能性的終端產品制造速度更快、產品德缺陷 更少。例如，注塑件的總體質量要受到注入材料和流經工裝夾具的冷卻流體之間熱傳遞狀況的影響。 如果用傳統技術來制造的話，引導冷卻材料的通道通常是直的，從而在模制部件中產生較慢的和不均勻的冷卻效果。
而3D打印可以實現任意形狀的冷卻通道，以確保實現隨形的冷卻，更加優化且均勻，最終導致更高質量的零件和較低的廢品率。此外，更快的除熱顯著減少了注塑的周期，因為一般來說冷卻時間最高可占整個注塑周期的70％。
4）優化工具更符合人體工學和提升最低性能
3D打印降低了驗證新工具（它能夠解決在制造過程中未能滿足的需求）的門檻，從而能夠在制造中投入更多移動夾具和固定夾具。傳統上，由于重新設計和制造它 們需要相當的費用和精力，所以工具的設計和相應的裝置總是盡可能地使用更長的時間。隨著3D打印技術的應用，企業可以隨時對任何工具進行翻新，而不僅限于 那些已經報廢和不符合要求的工具。
由于需要很小的時間和初始成本，3D打印使得對工具進行優化以獲得更好的邊際性能 變得更加經濟。于是技術人員可以在設計的時候更多地考慮人體工學，以提高其操作舒適性、減少處理時間，以及更加方便易用易于儲存。雖然這樣做有可能只是減 少了幾秒鐘的裝配操作時間，但是架不住積少成多。此外優化工具設計，也可以減少零件的廢品率。
5）定制模具幫助實現最終產品的定制化
更短的生產周期、制造更為復雜幾何形狀、以及降低最終制造成本的能力，使得企業能夠制造大量的個性化工具來支持定制部件的制造。3D打印模具非常利于定制 化生產，比如醫療設備和醫療行業。它能夠為外科醫生提供3D打印的個性化器械，如外科手術導板和工具，使他們能夠改善手術效果，減少手術時間。（北京三維 打印機報道）
