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高分子材料将影响3D打印市场竞争局面

2016-11-02 01:20
默菲
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  3D打印在成为全球高端智能制造业基础装备的同时,也正在将触角伸向人类社会生活的方方面面。小编认为,随着3D打印技术的逐步成熟发展,3D打印会从工业制造应用向生物医学等生活应用蔓延,一场新的产业变革正在成为3D打印的后来之“机”。

  2012年3月,为重振美国经济和美国制造,奥巴马总统提出建设全美制造业创新网络计划,并将3D打印确定为方向之一。2012年4月,英国《经济学人》(The Economist)刊登了一篇名为《第三次工业革命》的封面文章,认为3D打印将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”,并称这是“制造业未来的趋势”。

  2010年,中国已经成为世界第一制造业大国。而随着中国经济发展迈入“新常态”,以往的高投入、高能耗、高增长将一去不返,中高速增长,经济结构优化升级,从要素驱动、投资驱动转向创新驱动已成为中国经济发展的主流,而3D打印等创新数字化生产模式正受到全球众多国家政府和企业的青睐。

  有数据显示,2010年-2014年3D打印的年复合增长率达到30.9%;2014年,全球3D打印产品和服务产值已经达到41.03亿美元,同比增长35.2%,实现了18年以来的最快增速。2015年,全球增材制造和3D打印市场销售额达到51.65亿美元,与2014年相比增长了10亿美元出头,增长率达到25.9%。3D打印的飓风正加速袭来。

  数据来源:Wohlers

  市场开始爆发

  随着工业4.0概念的日渐清晰及中国制造2025规划的推进,传统制造也正迎来一场新的历史变革与创新,对于中国的传统制造业而言,转型实际上是从传统的工厂,从2.0、3.0的工厂转型到4.0的工厂,整个生产形态上,从大规模生产,转向个性化定制。实际上整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。这是工业4.0一个非常重要的特征。

  根据市场研究机构沃勒斯发布的3D打印产业报告显示,去年全球3D打印市场复合增长率为25.9%,规模增长了近10亿美元,目前已达到了近52亿美元。随着技术体系逐步完善、应用领域加速拓展以及产业链不断形成,全球3D打印市场或将迎来爆发式增长。

  “从今年国际国内3D打印市场发展来看,明显感觉到3D打印开始步入快车道,社会各界从3D打印概念阶段开始向应用阶段快速转变。”中国3D打印技术产业联盟执行理事长、世界3D打印技术产业联盟首席执行官罗军此前在接受记者采访时表示,国内3D打印的氛围整体上还是不错的,国内目前从事3D打印的企业大概200家左右,70%集中在桌面打印领域,而从事工业打印机生产和研发的企业大概有四五十家,从事金属打印的企业大概有三十家,从事生物打印的企业大概有十家,从事材料打印的企业大概有二三十家。可以说,中国3D打印企业的总数接近或超过中国之外的全球3D打印企业的总和。

  申万宏源证券研究员曲伟认为,国内3D打印市场过去四年连续翻倍增长,2015年中国市场规模在78亿人民币左右。更为重要的是,不论是全球还是中国,2013-2015年3D打印市场规模实际额都超过了2012年3D打印技术处于“炒作周期”顶峰时媒体预测的市场规模。同时认为,3D打印产业已经处于爆发期,而中国是增长最快的市场之一。

  在政策层面,2015年2月工业和信息化部、发展改革委、财政部研究制定了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》。

  上述计划由工信部、发改委和财政部联合印发的计划提出目标:到2016年,中国将初步建立较为完善的增材制造产业体系,整体技术水平保持与国际同步,在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平,在国际市场上占有较大的市场份额。

  竞争升温

  随着3D打印热潮在全球席卷而来,一块巨大的市场正在形成,随着而来的是不断升温的竞争。据业内3D打印顶尖咨询机构Wohlers预测,2019年全球3D打印市场规模将达到60亿美元。亦有机构预计,全球3D打印产业复合增速将超过27%,至2020年,全球3D打印市场规模有望达到212亿美元,未来发展空间巨大。数据显示,2015年我国3D打印市场规模达到78亿元,年复合增长率近70%。预计到2018年,我国3D打印市场规模将超过200亿元。

  工业和信息化部部长苗圩认为,有了3D打印技术以后,可以最大限度地满足每个消费者个性化需求,当然现在还处于一个发展阶段。对于一些特别复杂的,很难加工、又无需批量化的零部件,3D打印具有强大竞争优势。由于这种技术的变化,可能对传统的生产方式带来一个革命性的变化。

  苗圩近日还表示:“这一技术代表制造业加工方式的重大变革,目前已经到了与汽车、航空航天等领域跨界合作的必然时刻,跨领域的深度融合将使3D打印技术在推进制造业智能、高效、协同、绿色发展的进程中发挥巨大作用,工信部也将积极发挥引导管理职能,鼓励开展3D打印在汽车、航空航天等领域的应用示范,广泛推进3D打印与各行业的跨领域合作。

  9月9日,在国家制造强国建设战略咨询委员会在主办的2016国家制造强国建设专家论坛上,苗圩发表演讲称, 继6月30日首家国家制造业创新中心——动力电池创新中心正式挂牌成立以来,年内将争取在增材制造、工业机器人两个领域再建成1-2家。

  制造业创新中心是《中国制造2025》五大工程之首,按照规划,到2020年,将建设15家左右国家制造业创新中心。同时,各大发达国家和跨国公司也正在3D打印领域不断加码。

  空客公司在第四届世界3D打印技术产业大会创新日活动上透露,其采用3D打印技术制造的客舱隔板和扰流板装上飞机已经提上日程。前不久空客更是提起一项新专利:运用的3D打印技术可以打印出一整架飞机。

  2015年法国工业集团Groupe Gorgé旗下的3D打印子公司Prodways 宣布收购Exceltec.Exceltec是一家专门开发和供应高分子材料的公司,主要为航空、 军事和医疗等市场研发材料,并为国际团体和服务公司提供快速原型和快速制造咨询方案,同时也提供利用选择性激光烧结进行工业3D打印所使用的高分子材料。

  此前,Prodways就曾宣布携手华曙高科共同开发选择性激光烧结3D打印。近期,有消息称,香港首富李嘉诚正在寻找与人工智能和3D打印有关的投资机会,以找到下一个有可能动摇科技世界的创业公司。

  “3D打印材料近两年来增长尤其迅猛。鑫达集团希望未来5年,从现在90%左右的产品卖到汽车领域,扩充到高铁、飞机包括食品包装还有医用耗材,包括新能源等更多领域。”鑫达集团总经理马庆维告诉新材料在线,只要是高端的、符合产品结构的鑫达就要进入,这是未来的变化,就是领域要扩充。“5年以后我们希望把汽车板块营收降到占比一半,其他领域要占到一半。”种种迹象就显示,3D打印正成为市场的竞争焦点。

  高分子材料大机会

  在3D打印发展如火如荼之际,材料却成为了拦路虎。

  “3D打印发展的关键在材料,未来3D打印材料将爆发巨大生命力,可能占据3D打印产值30%以上份额。我们一定要做好3D打印材料这篇大文章,缩小与国际差距。”中国工程院院士、中国3D打印材料理事会主席周廉认为,目前3D打印行业所使用的高分子材料、金属材料大多依赖进口,受制于人,价格居高不下,严重阻碍了我国3D打印的市场应用和推广。人们过度关注3D打印设备,而忽视3D打印材料,要缩小我国3D打印与国外的差距,材料行业必须携起手来,提早布局,抢抓机遇。

  罗军也认为,尽管目前应用在3D打印领域的材料已达1000多种,但是与传统制造业比较,还远远不够。部分尼龙材料、陶瓷材料、光敏树脂材料和钛合金等冶金粉末材料,我们基本依赖进口,严重影响了我国3D打印产业的健康发展。

  “3D打印快速成型材料基本上可以分为高分子材料和金属材料两大类,高分子材料如光敏树脂、ABS、PC、尼龙粉、石膏粉、蜡等,是目前主流的快速成型材料。金属材料受快速成型工艺的局限及材料本身的限制,应用并不广泛。”3D Systems China市场部总监张乐奎说。

  有专注于3D打印的企业负责人表示,国内对于3D打印机的需求主要集中于高分子材料研发,已经被应用于汽车、航空航天、家电等领域,而更多的应用领域以及更广泛的材料目前还有待进一步研究拓展。

  高分子材料在3D打印领域的大机会正在显现。

  多家高分子材料上市公司正加快在3D打印高分子材料领域的步伐。万马电缆表示,公司在高分子材料领域有很强的研发团队、营销团队。早在2014年万马电缆就确定3D打印材料为主攻的新材料项目。

  “3D打印项目主要研究方向为用于3D打印技术的高性能高分子复合材料研发及产业化,开发低成本、高性能的成形材料,推动3D打印技术的应用普及。具体包括高性能尼龙(PA)复合材料、功能化聚醚醚酮(PEEK)复合材料、低成本多功能ABS复合材料等三方面的产品开发和产业化。”银禧科技董秘郑桂华在接待机构投资者时表示公司今年投入建设3D打印的大釜生产线已完成各项主设备及配套设备的测试,进入工艺试产及量产阶段,公司研发的尼龙粉开始量产,该产品是之前一直是国外企业所垄断,目前银禧科技是国内能生产该产品的少数几家企业之一。

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