中国3D打印难题亟待突破 技术革命

　　【中国智能制造网 智造快讯】在3D产业发展如火如荼的今天，中国3D打印产业仍处于产业发展的初始阶段。虽然潜力巨大，但市场规模仍然较小，在商业模式、产品耗材、与传统工业结合等多个方面，都有待进一步探索。　　中国3D打印产业已经发展二十年左右，如今已然成为国内各大企业争相投资的热点，并被多家媒体和业界人士标榜为“第三次工业革命”的领头羊。然而“盛名之下，其实难副”，在3D产业发展如火如荼的今天，中国3D打印产业仍处于产业发展的初始阶段。虽然潜力巨大，但市场规模仍然较小，在商业模式、产品耗材、与传统工业结合等多个方面，都有待进一步探索。在这样的背景下，把握好产业发展脉博、理性投资也便显得极为关键。
　　
　　一、中国3D打印产业发展状况分析
　　
　　1、研发技术
　　
　　我国已有部分技术处于世界先进水平。其中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能要求，有望应用于航天、航空装备制造；生物细胞3D打印技术取得显著进展，已可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域科学研究提供了关键的技术支撑。
　　
　　2、竞争力优势
　　
　　目前，依托高校成果，对3D打印设备进行产业化运作的公司实体主要有：陕西恒通智能机器（依托西安交通大学）、湖北滨湖机电（依托华中科技大学）。这些公司都已实现了一定程度的产业化，部分公司生产的便携式桌面3d打印机的价格已具备竞争力，成功进入欧美市场。
　　
　　3、3D打印机市场发展迅速
　　
　　目前，国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、建筑、教育、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。据估计，3D打印机在国内企业装机量在400台左右。
　　
　　打印产业市场规模分析
　　
　　目前，国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。2012年，中国3D打印机市场规模达到1.61亿美元，至2015年，中国3D打印市场规模达到7.78亿美元，复合增长率为69%。
　　
　　3D打印技术革命
　　
　　当年，爱迪生发明灯泡的时候，失败了8000多次。曾有人讥讽他说：“你失败了8000多次，真了不起！”爱迪生却坦然地说：“先生，你错了，我只不过是证明了7600多种材料不适合作灯丝而已。”经过多次失败后，爱迪生终于取得了成功，成为举世瞩目的人。
　　
　　NNOVATION1：瑞士科学家3D打印金银纳米墙可制造更高性能触摸屏
　　
　　触摸屏技术是依靠喷涂在设备表面的微型导电电极实现的。这种肉眼几乎看不到的电极是由导电材料制成的纳米墙组成的，而目前常用的材料是氧化铟锡。它的透明度很高，但导电性较差。苏黎世联邦理工大学（ETH）找到了一种可行的创新型方法——“纳米液滴”3D打印。这种方法能够以金、银纳米颗粒为原料3D打印出超薄的“纳米墙”，从而制造出从未有过的透明导电电极，终创造出画面质量更好、响应更的触摸屏。ETH的新方法——以金、银的纳米颗粒为原料3D打印出纳米墙却没有这样的缺陷，因为它可以同时实现较高的透明度和导电性。
　　
　　ETH这种纳米3D打印技术的神奇之处不但可令金属材料保持住原有的导电性，而且可将它们创建出透明的结构。目前，研究者们已经利用该技术成功3D打印出了厚度在80-500纳米之间的超薄电极层。
　　
　　INNOVATION2：从树脂到陶瓷，加州高温陶瓷3D打印技术
　　
　　位于加利福尼亚州Malibu的HRL实验室发明了可兼容与光固化/3D打印的树脂配方，这种树脂在3D打印后经过过火可以生成致密的陶瓷部件。这是一个惊人的突破，因为它使能够产生任意多边形陶瓷部件，强大且无温度弹性，陶瓷表面无任何加工，不需铸造或嵌塞。
　　
　　HRL通过紫外线光固化快速成形陶瓷的preceramicmonomers—”体转化聚合物”，通过这些聚合物制造的陶瓷均匀收缩，几乎没有孔隙度。并且可以形成迷你网格和蜂窝状材料，不但形状复杂，并且还表现高的强度，这种密度泡沫陶瓷可以在推进零部件、热防护系统、多孔燃烧器、微机电系统和电子设备获得应用。如使用在高超声速飞行器和喷气发动机中，这种陶瓷可以帮助设计者制造能抵御起飞过程中所排出的废气引起的加热和高温度的小零件。
　　
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　　INNOVATION3：比现有系统快1000倍，麻省理工学院将重新定义三维扫描
　　
　　当前市场上大多数激光雷达系统（包括那些在自动驾驶汽车上所安装的雷达系统）使用的是离散自由空间光学元件，包括激光器、镜头和外部接收器。在这些硬件组合中，激光在震荡的同时旋转，这使得其扫描范围和复杂程度受到限制。并且成本从1000美元到70000美元不等。
　　
　　麻省理工学院的激光雷达芯片更小、更轻、更便宜，也有可能是更强大的，因为芯片中没有移动部件，速度是目前的激光雷达系统的1000倍，可以用来跟踪高速移动的车辆。