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稀有金屬動態(tài):3D打印勢不可擋 市場應用加速拓展

2014年10月10日 8:54 5078次瀏覽 來源:   分類: 其他稀有金屬

  根據(jù)市場研究機構Statista的統(tǒng)計預測,到2013年底,全球3D打印市場的整體規(guī)模約為22億歐元(約30億美元),2018年全球3D打印市場的規(guī)模將達到45億歐元(約61億美元),到2023年則繼續(xù)上升至77億歐元(約105億美元)。實際上,3D打印技術的正式名稱為增材制造,它是基于數(shù)字化三維CAD設計數(shù)據(jù),使用塑料和金屬粉末等作為原材料來生產各種零件模型。

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  3D打印所采用的制造技術和原材料多種多樣,從目前的市場應用情況來看,F(xiàn)DM型(熔融層積)3D打印機是市場的主流,這種打印機在2D打印機的基礎上加入了Z軸的概念,使用可熱熔固態(tài)耗材成形完成3D塑形,耗材與整機的售價都較低,但同時也存在耗材熱穩(wěn)定性不足、打印精度不高的缺點。除此之外,SLA型光固化3D打印機通過激光將光敏樹脂液體耗材固化,規(guī)避了原有的固體耗材熱脹冷縮的問題,大幅提升了打印精度,因而成為許多廠商開發(fā)的重點之一。而在高端工業(yè)級3D打印應用中,近年來SLS金屬激光燒結3D打印技術也取得了迅猛的發(fā)展。


  商業(yè)應用仍占主流


  以3D打印技術制造產品原型一直都是該技術自發(fā)展以來最重要的用途,它能夠讓使用單位在研發(fā)階段降低或緩和因產品設計、造型和功能等因素所帶來的風險,還能支持新的制造流程,縮短產品研發(fā)周期。


  例如在模具制造業(yè)中,Stratasys公司的3D打印解決方案被運用在車載應用供水與供暖系統(tǒng)制造商Whale公司的加工制造過程中,成功將原型部件注塑模具工具的交付周期縮短了97%左右。 Whale公司3D技術服務部負責人Jim Sargent表示,公司現(xiàn)在使用Objet350 Connex多材料3D打印機,在24小時內就能打印出3D注塑模具工具,且只需花費制造金屬工具成本的一小部分。“過去,我們生產金屬工具的交付周期為4—5周,且生產成本十分高昂;現(xiàn)在,憑借3D打印機,可以在白天完成工具的設計,夜間進行3D打印,次日早晨利用一系列最終產品材料對其進行測試。這一全新的加工方法顯著節(jié)省了我們的時間和成本。”


  利用3D打印技術制造醫(yī)療器材是另一個令人振奮的發(fā)展方向。以較為成熟的齒科應用為例,3D打印技術運用計算機輔助設計(CAD)文件數(shù)據(jù),為每位患者逐層創(chuàng)建出專用的塑料制品,滿足了定制化、以及大批量生產這兩項要求,并且協(xié)助提升了手術的精準度,因此在牙科治療和美容手術中受到了歡迎。另外,在骨科應用中,3D打印技術同樣也能夠以優(yōu)良的單位成本優(yōu)勢實現(xiàn)定制化生產骨科植入物或其它醫(yī)療器械的目標。

  對于大眾消費類市場而言,盡管有關機構表示,由于生產技術和產品價格等因素,3D打印技術在這一領域中仍需5到10年才能達到成熟期,但一些行業(yè)領導企業(yè)已經(jīng)開始積極布局這一市場。在3D Systems近期公布的2014下半年戰(zhàn)略重點中,其中之一就是繼續(xù)拓展3D打印產品與技術的消費級應用,例如通過與消費領域的領先企業(yè)如:好時(Hershey)、孩之寶(Hasbro)、史泰博(Staples)和美泰(Mattel)等公司聯(lián)手,進一步推動消費級3D打印市場的容量。此外,據(jù)稱,3D Systems將于今年秋天在洛杉磯推出世界上第一家數(shù)字面包店,該面包店將有助于促進其開發(fā)的糖果ChefJet系列3D打印機的市場推廣力度。


  3D打印機市場格局初現(xiàn)


  越來越多的OEM廠家正加入到3D打印機供應商的行列中。根據(jù)Gartner的預測,2014年全球3D打印機的出貨量將達到9.9萬臺左右,2015年這一數(shù)值將成倍增長;同時,2014年全球市場對3D打印機的支出將同比增長62%,達到6.69億美元,其中企業(yè)支出將為5.36億美元,消費類支出約為1.33億美元。

 

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  盡管市場空間仍然有限,但最近一兩年3D打印機的銷售增長速度有目共睹。有行業(yè)人士指出,一旦市場容量達到100萬臺的水平,一些資金、技術實力雄厚的大型供應商將在行業(yè)中占據(jù)更為重要的位置,并主導重新定義該行業(yè)的標準和業(yè)務模式,而那些小公司則會逐漸退出市場競爭或是被收購。


  在頂級3D打印機供應商的名單中,3D Systems和Stratasys公司是兩大代表,他們目前的研發(fā)重點也是行業(yè)的主流趨勢之一,那就是如何令3D打印設備的價格能夠被更廣泛的市場所接受。在過去,主要用于工業(yè)應用的3D打印機的價格至少要在10萬美元以上,而如今,3D打印機的目標價位是要降至1300美元左右。特別是對于小型公司而言,成功的關鍵在于能否滿足1300美元范圍內的市場需求,以適應大批量生產和銷售,或者是否擁有一些專利技術,以求被收購??傊磥?-5年內,大多數(shù)規(guī)模較小的3D打印機公司將遇到嚴峻的考驗。


  與此同時,那些領先的3D打印機制造廠商還在不斷的發(fā)展壯大之中,他們通常采用企業(yè)收購行為,進一步刺激業(yè)務增長率并引入更先進的技術,以鞏固自己在行業(yè)中的領導地位。例如,去年年中,Stratasys收購了桌面型3D打印設備廠商Makerbot;3D Systems并購了金屬粉末SLS 3D打印機生產廠商Phenix Systems。今年四月,Stratasys同意以2.95億美元收購北美最大的3D打印、模具、注塑建模和快速成型服務提供商Solid Concepts,以及另一家3D打印公司Harvest Technologies。而為了進軍醫(yī)療行業(yè),今年3D Systems宣布收購定制化醫(yī)療設備和個體化手術治療公司Medical Modeling、仿真手術設備公司Simbionix等多家企業(yè)。


  傳統(tǒng)2D打印機廠商同樣是一股不可忽視的勢力,許多商業(yè)化3D技術都是由2D打印機廠商所開發(fā)的,其中包括佳能、惠普、京瓷、理光和富士施樂等。毫無疑問的是,這些2D打印機制造商一直都在等待3D市場的成熟和出貨量的起飛,目前他們正利用已有的自身品牌積累,積極作好進軍3D打印市場的準備。


  中國3D打印產業(yè)迎來重要“窗口”期


  作為全球重要的制造業(yè)大國,3D打印技術在中國同樣獲得了政策面和產業(yè)面的高度重視。世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍在今年6月舉行的2014年3D打印技術產業(yè)大會上指出,未來三到五年是中國3D打印發(fā)展的重要“窗口”期,到2020年3D打印產業(yè)有望實行全面產業(yè)化。


  在桌面級設備方面,今年8月,珠海西通電子有限公司發(fā)布了國內首款采用SLA光固化技術的3D打印機,打印精度最高可達0.025mm,打印速度可實現(xiàn)每小時15mm,產品定價約為2萬元左右,大幅提升了產品的品質和性價比。此外,在主流的FDM熔融層積打印機市場上,珠海西通電子、杭州先臨三維科技股份有限公司、深圳武騰科技有限公司等都是目前本土重要的供應廠商。


  在工業(yè)級開發(fā)上,西安鉑力特激光成形技術有限公司以西北工業(yè)大學凝固技術國家重點實驗室為技術依托,主要從事高性能致密金屬零件的激光立體成形制造,以及金屬零件的激光修復再制造。目前采用鉑力特的金屬3D打印技術,僅用25天即成功制造出大型民用客機翼身組合體大部段中的關鍵零部件鈦合金上、下翼緣條,大大縮短了航空關鍵零部件的研發(fā)周期。今年三月,空中客車公司與鉑力特簽署了合作協(xié)議,共同開發(fā)激光3D打印技術在航空領域的應用。


  對于國內3D打印產業(yè)的未來前景,羅軍認為,中國企業(yè)仍然需要從技術研發(fā)、產品成熟度、市場開發(fā)、材料開發(fā)等多個層面加大投入力度,走集群發(fā)展的道路,引導科研單位與傳統(tǒng)產業(yè)的轉型升級相結合,同時還要加強與國際市場的對話合作,力爭走在全球3D打印產業(yè)的技術前沿。

責任編輯:李峒峒

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