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3D打印:热技术还需冷思考

2016-08-16 11:05
吃瓜天狼
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  1986年,美国科学家查尔斯·赫尔开发了第一台商业3D打印机。此后,3D打印一直被视作一项引领产业革命的技术,距离产业化应用似乎指日可待。然而,时至今日,它并未如人们预期的那样给制造业带来翻天覆地的变化。

  诚然,3D打印有着广阔的发展空间。美国消费者技术协会与联合包裹服务公司联合发布的《3D打印:工业生产下一场革命》报告称,2012至2014年,3D打印市场价值每年递增30%,2016年将达73亿美元,包括打印机器、材料以及打印服务等。报告预测,到2020年,3D打印市场价值有望达到210亿美元。

  既然3D打印市场潜力巨大,是什么阻挡了它为制造业带来革新?

  首先,打印材料可谓是3D打印的“血肉”。现在入手一台3D打印设备并不难,但如果没有合适的材料,打印出的物品只是“中看不中用”,无法实现商业价值。“澳大利亚国家工业化转化研究基地——通过高价值增材制造转化澳大利亚制造业中心”主任吴鑫华曾就此指出,使用3D打印制造的产品必须符合行业标准,打印材料的加工参数、后处理工艺的优化等环节十分重要。

  其次,3D打印的制造成本仍然较高。目前,工业3D打印的成本介于75000美元至90370美元之间;有些工业3D打印系统成本可能超过100万美元。正因如此,当下3D打印在高附加值产业领域发展较快。例如,3D打印在航空航天和医疗领域的应用。医生可打印出与患者自身的关节、血管甚至脏器相同的植入体。全球航天市场引入3D打印技术在生产维修和操作所需备件方面节省的成本可达34亿美元。

  最后,以3D打印为代表的生产力革新必须适配新的生产关系,当前的制造业格局或许并不是3D打印大展宏图的历史阶段。“工业4.0”的兴起代表着信息化、自动化、个性化生产逐步替代传统的批量生产,产业链横向和纵向高度融合,突破了传统制造业观念的3D打印有望大放异彩。想象一下:在线下单的摩托车,从车身的颜色款式、发动机排量到轮毂的样式均可随意选择,订单快速反馈到生产线,一些个性化要求通过3D打印很容易完成,组装成车后,人工智能选择一条最快、最经济的送达路线。也许只要一两天的时间,你就能开上这辆独一无二的摩托车。

  然而,与传统制造业相比,3D打印仍属于新鲜事物,尚存诸多问题。例如,由于打印机的尺寸限制,一些体积较大的构件仍需由传统加工技术制造,大规模批量生产成本更低等。此外,行业标准制定、知识产权保护等领域目前还是空白。如吴鑫华所言,3D打印并非戏剧化地掀起一场技术革命,其推动工业生产是一个长远目标。3D打印技术与其他工艺一样各有所长,将长期共存。

  3D打印这项热门技术,代表了制造业未来的发展方向,但切不可揠苗助长。对此,业界和科研人员都需冷静思考。

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