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| 預測3D打印技術的未來發(fā)展 |
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蔡道生：2016年預測，首先大膽預測一下幾種技術方向的未來發(fā)展：在非金屬3D打印成形領域，基于噴印原理(典型技術3DP)和光固化面成形(典型技術CLIP)的3D打印技術會成為絕對主流。原因很簡單，CLIP是最快的3D打印技術，而噴印成形是唯一可打印全彩色的3D打印技術，可打印大尺寸、速度快(接近于面成形)、強度高，且在同一層面可成形不同材料。
金屬3D打印工業(yè)應用領域，結合數(shù)控加工的復合成形技術將逐漸主導市場。當然這有一個前提，就是Xjet技術沒能實現(xiàn)商品化。而一旦Xjet技術可打印高致密度金屬零件并實現(xiàn)商品化，3D打印對制造業(yè)的革命就開始了。
在生物醫(yī)療領域，打印金屬植入物將逐步獲得認證并真實應用到臨床，可降解材料植入物的應用將緊隨其后，至于活性器官3D打印，我對自己一點信心都沒有，我不認為自己可以活到那一天。
為了看得更清楚，現(xiàn)在讓我們簡要回顧一下3D打印技術的發(fā)展歷程。
3D打印技術在過去被稱為快速原型技術，在經歷2012年行業(yè)的突然爆發(fā)之后，民間逐漸以“3D打印”這個名詞代表了這個行業(yè)，雖然學術領域的很多老一輩專家認為這個名詞不準確，所以一般在正式場合使用“增材制造”這個名詞。在其近30年的發(fā)展歷程中，前20年都是以傳統(tǒng)5類技術(FDM、SLS、SLA、LOM和3DP)為核心進行升級，隨后出現(xiàn)金屬3D打印機(SLM)，到近5年，新技術層出不窮，整個行業(yè)也到達火熱的程度。雖然市場上媒體和投資機構對3D打印技術的認識逐漸理性，但新技術的開發(fā)力度卻達到了歷史最高點。
最初的3D打印技術為快速原型技術，所以制造的零件都是原型件，就是“模型”，不具備產品真實的功能。所以原先在焊接技術領域的增材制造技術(典型技術LENS)不是“原型”打印機，也就不是快速原型技術。2005年前，在中國主要的快速原型技術研發(fā)團隊有三個高校(華中科技大學、清華大學和西安交通大學)團隊孵化的三個公司(武漢濱湖機電、陜西恒通和北京殷華)和少數(shù)幾個企業(yè)(北京隆源、上海聯(lián)泰等)，進入中國的國外公司也就3Dsystems、stratasys和EOS少數(shù)幾家企業(yè)。
從金屬3D打印機(SLM)出現(xiàn)之后，3D打印機就開始逐漸從“快速原型”向“快速制造”過渡。武漢濱湖機電當時也明確的提出了“直接制造功能件”的技術發(fā)展方向，加大SLS制造尼龍功能件研發(fā)力度和開發(fā)金屬成形SLM技術，也使得濱湖機電成為中國首批可制作尼龍件和金屬打印機的廠家。從2005年以色列objet公司開始進入中國，其快速、經濟的特點極大沖擊了中國以SLA技術為代表的“原型件”制造應用領域，這一狀況發(fā)展到2008年尤為明顯，有些企業(yè)業(yè)績受到顯著影響，甚至有人認為快速原型行業(yè)不行了。由于武漢濱湖機電的核心產品是SLS技術以及SLM技術，業(yè)績反而一直是穩(wěn)步上升。
2012年在歐美等國的促動下，3D打印行業(yè)突然爆發(fā)，政府、媒體、券商甚至普通老百姓都開始全面關注3D打印技術，更有人認為3D打印是萬能的制造技術，焊接領域的增材制造技術也加入到3D打印行業(yè)，中國的3D打印市場也成幾何倍數(shù)增長，幾乎所有的3D打印企業(yè)也重新爆發(fā)，任何一個與3D打印產業(yè)沾邊的企業(yè)也都獲利，造成了很多企業(yè)都想靠上3D打印，一些明顯的二維成形技術也都掛上3D打印的稱呼，整個行業(yè)處于“發(fā)燒”狀態(tài)。好的一面是，火熱的大環(huán)境促動了很多新興技術的誕生，新技術、新企業(yè)也是層出不窮，如普通紙張全彩3D打印機、復合金屬3D打印機、建筑3D打印機、巧克力3D打印機、CLIP技術、Xjet技術、液態(tài)金屬3D打印機等等。
兩年前，在一些專家的呼吁下，很多人開始冷靜思考3D打印行業(yè)，人們開始發(fā)現(xiàn)，目前的3D打印技術有很多缺點，它們很難滿足制造業(yè)的要求。在接下來的兩三年，行業(yè)洗牌可能在所難免，一些舊的技術也必將逐漸淡出市場。
下面來解釋一下前面對行業(yè)技術發(fā)展預測的理由。
先看看主要的塑料成形行業(yè)。傳統(tǒng)的成形方法主要是注塑成型和數(shù)控加工，對產品的要求主要體現(xiàn)在強度、速度和經濟性。
CLIP技術最顯著的特點就是快，由于解決了固化面與玻璃剝離的核心問題，任何一種加法式成形技術不可能比它更快。俗話說天下武功唯快不破，幾分鐘即可得到零件的速度足夠讓工程師和設計師興奮。還有一點是該技術可采用普通投影技術，設備硬件成本較低，說明該技術產品有足夠的降價空間，就看企業(yè)愿不愿意了。當然CLIP技術也有缺點，就是不能成形全彩色零件，短期內成形尺寸也不大。
而噴印成形3D打印技術(以下簡稱3DP)，有幾個典型的特點：速度快、可打印全彩色、成形尺寸大等，早期的3DP技術主要打印石膏材料，給人造成了零件強度不高的缺點。但新的3DP技術不僅成形強度很高，且成形材料很多，如尼龍、陶瓷、覆膜砂等。3DP技術如果解決了表面質量問題，其應用前景將非�？捎^。
可以預見，新的3DP和CLIP技術一旦廣泛商用，傳統(tǒng)非金屬3D打印技術必將受到沖擊甚至被淘汰。
對于金屬3D打印工業(yè)應用領域，如果金屬3D打印機不能解決表面質量低、成形效率低和成本高的缺點，它在工業(yè)應用領域就只能是復雜零件方面，而且很多復雜零件由于支撐無法去除也不能加工，所以傳統(tǒng)金屬3D打印技術在工業(yè)領域的應用必定受限。近幾年出現(xiàn)的結合數(shù)控加工的復合成形金屬3D打印機很好的解決了表面質量的問題，其應用領域擴大很多，甚至可以應用到模具加工領域成為一種模具加工設備。
而Xjet技術的出現(xiàn)才是金屬成形3D打印機的革命性技術，我本人非常驚嘆該技術的成就，由于Xjet技術還沒有商品化，我不能確定的是該技術在成形零件的致密度方面會如何，但從介紹上來看它幾乎解決了金屬成形3D打印技術的所有缺點，如果該技術能夠解決致密度問題，3D打印對制造業(yè)就真能產生革命性影響了。
生物醫(yī)療領域是一個特殊的領域，幾乎每一個“產品”都是個性化的，且不需要極高的表面質量和高致密度，是一個特別適合于3D打印技術的領域。比如金屬3D打印在工業(yè)領域的一些缺點在應用到生物醫(yī)療領域反而成了優(yōu)點——如空間網(wǎng)格化和粗糙的表面更能符合生物組織生長的要求。因此，在通過醫(yī)療審批后3D打印技術在生物醫(yī)療領域將會有廣闊的空間。但在活性器官3D打印方面我始終持有慎重應用的觀點，理由很簡單，我認為人類對一些活性器官的研究還不夠徹底，還有很多未知的知識我們的科學家都還沒有掌握。在這種情況下，我們打印的活性器官一定只是具備某種功能的“產品”，而不是真實的器官。
我們可以想象一下上述幾種技術實現(xiàn)普遍商業(yè)化之后的情景，可以分析哪些技術可能受到沖擊而衰退甚至消失。
3D打印技術本身被委以“引發(fā)制造業(yè)革命”的重任，但傳統(tǒng)的3D打印技術顯然不能承擔如此重任。作為從事3D打印的企業(yè)來說，需要實事求是的分析市場，開發(fā)符合未來制造業(yè)要求的3D打印新技術，并結合新技術、新工藝開發(fā)新材料，擴大應用市場，才能保持企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
Materialise：2018年預測
對于3D打印行業(yè)來說，2017年是一個激動人心的一年，有大量新玩家出現(xiàn)在現(xiàn)場，以及無數(shù)新的合作和創(chuàng)新。在這樣一個充滿活力的行業(yè)中，我們有很多行業(yè)專家和遠見卓識，并且已經要求他們在2018年分享他們對3D打印行業(yè)的預測。我們已經將它們的輸入到2018年的五個趨勢清單。
應用驅動的創(chuàng)新
增材制造最近的發(fā)展集中在制造更好，更快，更大，更有能力的機器以及擴大新材料的范圍。雖然繼續(xù)創(chuàng)新和提高制造能力至關重要，但3D打印的真正變革力量不會因為構建更大更好的機器而釋放出來。解鎖下一次產業(yè)轉型的關鍵是我們真正了解哪些應用程序可從AM技術中受益最大。換句話說，不要問這臺機器可以做什么，但這臺機器可以為您做些什么。未來，我們相信機器和軟件將變得越來越專業(yè)化，以應用為導向，以滿足特定的客戶和行業(yè)需求。潛力巨大。當進入增材制造的時候助聽器行業(yè)發(fā)現(xiàn)了3D打印的變革力量，這一變化是快速和不可逆轉的。在500天內，美國超過90％的助聽器轉向增材制造。這意味著，制造公司不應該等待3D打印技術的成熟，而應該專注于現(xiàn)在的應用。因為技術在那里，但它的應用將推動真正的轉型。
自動化
隨著3D打印技術的成熟，重點將轉向精簡前后期制作流程。雖然3D打印生產工具和原型的大部分已經準備好幾乎直接使用，但只需最少的精加工工作，但也有大量的終端部件需要復雜的精加工工藝。這不僅是勞動密集型的，而且是成本密集型的。
采摘機器人技術的工業(yè)自動化具有通過減少后期制作時間和成本大幅提高效率的潛力。配合軟件技術知識，我們設想一個自動化后期制作系統(tǒng)，確保可追溯性和速度，而不會過度依賴人工干預。軟件也將在預生產步驟的自動化中發(fā)揮越來越重要的作用，正如模擬軟件興趣的激增，這主要是由于Metal3DPrinting的采用日益增加。盡管Metal3DPrinting已經證明了其節(jié)省時間和成本的巨大潛力，但由于構建造成的浪費材料的成本很快變得難以負擔，我們預計仿真軟件在失敗發(fā)生之前預測失效方面將扮演越來越重要的角色。
融合
在過去的幾年里，我們看到3D打印在供應鏈中的地位。憑借更快的交貨時間和無工裝生產，3D打印已被證明是傳統(tǒng)上資源密集型應用的寶貴技術。這也導致了供應鏈更加精簡，存貨風險也更少。我們相信3D打印將通過兩種方式穩(wěn)步提高其在制造供應鏈中的價值：通過創(chuàng)建數(shù)字供應鏈來實現(xiàn)改變整個商業(yè)模式（如助聽器和眼鏡行業(yè)），并在現(xiàn)有供應鏈中更加融合。
合作
協(xié)作是將3D打印擴展到制造業(yè)的關鍵。不斷增加的硬件，軟件和服務提供商等現(xiàn)有參與者之間的合作將導致優(yōu)化和易于集成的產品供應，這將推動采用。我們也期望看到3D打印行業(yè)與其客戶之間的更多合作。共同創(chuàng)造創(chuàng)造了一個框架，可以將3D打印軟件，工程和制造知識與客戶特定的市場知識相結合，這是創(chuàng)新帶來轉型影響的真正動力。
金屬3D打印
金屬3D打印在降低成本和提高采用率方面正在迅速發(fā)展，2018年將在新技術方面取得進展，并對已有技術進行改進。我們相信Metal3DPrinting永遠不會取代傳統(tǒng)制造業(yè)-但作為一項免費的制造技術，其地位正變得越來越重要。展望未來，在解決特定的制造難題和創(chuàng)建定制化，復雜的最終用途產品時，金屬3D打印將變得越來越必要。為此，我們今年收購了ACTech，這是一家德國制造公司，專門從事高度復雜的金屬原型鑄造。憑借他們在金屬方面的專業(yè)知識和我們對3D打印的了解，我們準備將金屬3D打印帶入下一個階段。 |
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