華成精密模具（常熟）有限公司
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邁入3D打印時代
2018/1/4 點擊數：1333
3D打印（3Dprinting）(或稱快速成型制造、快速制造、智能制造、增材制造)技術是制造業領域正在迅速發展的一項新興技術，是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品，被稱為“具有工業革命意義的制造技術”。
與傳統制造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同，3D打印將三維實體變為若干個二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產，大大降低了制造的復雜度。這種數字化制造模式不需要復雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數據中便可生成任何形狀的零件，使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。因此，3D打印技術的出現將從兩個方面深刻改變傳統制造業形態：一是使制造工藝發生深刻變革；二是使制造模式發生革命性變化。
3D打印是“增材制造”（AdditiveManufacturing）的主要實現形式。“增材制造”的理念區別于傳統的“去除型”制造。傳統數控制造一般是在原材料基礎上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產品。而“增材制造”與之截然不同，無需原胚和模具，就能直接根據計算機圖形數據，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。
主要材料和關鍵配件是原材料（粉末、樹脂、線材等），激光發生器，控制系統，這三部分是附加值的，國內做的3D打印，更多的是在做組裝機器和成型軟件，用量較大的粉末材料，這可以顛覆傳統的鑄造、機械加工；國外的主要廠商是3DSystem，STRATASYS，eos，他們是全產業鏈，玩轉的基因是全產業鏈通。
目前3D打印工業機的價格在30萬美元-150萬美元，而國內的機床價格普遍在10萬美元以下，3D打印機是機器，這個產業要替代傳統需要等到鋼材價格、人工成本、能源價格大幅上漲，信息化社會形成的時候才可以談競爭；目前來講，醫療、教育、航空航天、汽車等應用發展趨勢較好。
一些中小企業成為國外3D打印設備的代理商，經銷全套打印設備、成型軟件和特種材料。還有一些中小企業購買了國內外各類3D打印設備，專門為相關企業的研發、生產提供服務。其中，廣東省工業設計中心、杭州先臨快速成型技術有限公司等企業，設立了3D打印服務中心，發揮科技人才密集的優勢，向國內外客戶提供服務，取得了良好的經濟效益。
目前，激光直接加工金屬技術發展較快，已基本滿足特種零部件的機械性能要求，應用于航天、航空裝備制造；同時，生物細胞3D打印技術取得顯著進展，已可以制造立體的模擬生物組織，為我國生物、醫學領域科學研究提供了關鍵的技術支撐。
方面，清華大學的顏永年，華科大的史玉升，西交大的盧秉恒，北航的王華明，湖南華曙的許小曙，技術不一樣，排名沒有價值。目前王華明、顏永年參與了上市公司產業化，華科大曾經有深圳創投介入，西交大資本化較弱。
從國內整個產業鏈來講，技術基本是看了國外的，在國內高校研發，進行產業化，SLMSLSSLAFDM技術在國外都有競爭力，但是材料、激光器需要進口，利潤較薄，機器和材料上還是國外壟斷，國內市場在全球份額在8-10%。
中美差異在于，中國的市場潛力巨大，世界，但是創新和科技實力弱，材料、信息技術、理念這些不利于3D打印的上游技術發展。3D打印發展，工業、消費品并重，短期來看，工業市場更吸引人。3D打印工藝眾多，產出成品率按照材料和質量要求不同而不同，3D打印與傳統制造的比較更多應在效率、復雜、難度上面。
一、3D打印需要依托多個學科領域的技術，至少包括以下方面：
信息技術：要有專業的設計軟件及數字化工具，輔助設計人員制作出產品的三維數字模型，并且根據模型自動分析出打印的工序，自動控制打印器材的走向。
精密機械：3D打印以“每層的疊加”為加工方式。要生產高精度的產品，必須對打印設備的程度、穩定性有較高的要求。
材料科學：用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、粉末化、絲化，在打印完成后又能重新結合起來，并具有合格的物理、化學性質。
二、我國發展3D打印產業的重要戰略意義：
發展3D打印產業，可以在提升我國工業領域的產品開發水平的同時有助于攻克技術難關，并且易形成新的經濟增長點，促進就業。
當前，全球正在興起新一輪數字化制造浪潮。發達面對近年來制造業競爭力的下降，大力倡導“再工業化、再制造化”戰略，提出智能機器人、人工智能、3D打印是實現數字化制造的關鍵技術，并希望通過這三大數字化制造技術的突破，鞏固和提升制造業的主導權，加快3D打印產業發展，推動我國由“工業大國”向“工業強國”的轉變。
發展3D打印產業，可以提升我國工業領域的產品開發水平，提高工業設計能力傳統的工業產品開發方法，往往是先開磨具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需開磨具，可以把制造時間降低為以前的1／10到1／5，費用降低到1／3以下。一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可利用3D打印技術，短時間內制造出來，從而極大地促進了產品的創新設計，有效克服我國工業設計能力薄弱的問題。
發展3D打印產業，可以生產出復雜、特殊、個性化產品，有助于攻克技術難關
3D打印可以為基礎科學技術的研究提供重要的技術支持。在航天、航空、大型武器等裝備制造業，零部件種類多、性能要求高，需要進行反復測試。運用3D打印，除了在研制速度上具有優勢外，還可以直接加工出特殊、復雜的形狀，簡化裝備的結構設計，化解技術難題，實現關鍵性能的趕超。
發展3D打印產業，可以形成新的經濟增長點，促進就業
隨著3D打印的普及，“大批量的個性化定制”將成為重要的生產模式。3D打印與現代服務業的緊密結合，將衍生出新的細分產業、新的商業模式，創造出新的經濟增長點并增加社會就業。如自主創業者可以通過購置或者租賃低成本的3D打印設備（一些3D打印設備已低于1萬元），利用電子商務等平臺提供服務，為大量消費者定制生活用品、文體器具、工藝裝中國重大機械裝備飾品等各類中小產品，激發個性化需求，形成一個數百億甚至數千億元規模的文化創意制造
三、支持我國3D打印產業發展的政策建議：
采取財稅金融政策上積極支持、積極引導建立行業協會，鼓勵研發，加強教育培訓等措施，進一步促進3D打印社會化推廣。
制定數字化制造規劃，促進3D產業優先發展
建議將3D打印技術定位為生產性服務業、文化創意、工業設計、電子商務及制造業信息化工程的關鍵技術和共性技術，將該產業納入優先發展產業及產品目錄。在財稅金融政策上，鼓勵企業投資、研發、生產和應用3D打印，支持3D打印設備的進出口。
加強產業聯盟、行業協會建設，推動3D產業協同發展
積極引導工業設計企業、3D數字化技術提供商、3D打印機及材料研發企業和機構、3D打印服務應用提供商組建產業聯盟，利用有關學會、協會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術研發和行業標準制定。促進3D打印技術發展的市場平臺建設，包括3D打印電子商務平臺、3D打印數據和產權保護機制、3D打印及周邊項目投融資機制等，促進產業可持續發展。
加大科技扶持力度，提升3D打印技術水平
設立專項基金，重點推進數字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等關鍵技術的研發。在研發扶持中，要注意建立公平、公正的研發績效評估體系，鼓勵各研發主體探索不同的技術路徑。加強對3D打印產學研合作的支持，特別對實施產業化的企業在市場銷售、社會推廣上給予政策支持。
加強教育培訓，促進3D打印社會化推廣將3D打印技術納入相關學科建設體系，培養3D打印技術人才。依靠行業協會、博覽會、論壇等組織形式進行3D打印技術和周邊應用的培訓。在科技館、文化藝術中心、青少年活動中心等公共機構進行3D打印技術的展示、宣傳和推廣。發展3D打印服務中心，推廣3D打印技術應用，為發展3D打印產業積累應用經驗。
3D打印領域發展迅猛，從巨型的房屋打印機到微型的納米級細胞打印機，各種新技術層出不窮，但是主要還是集中在專業領域，民用市場還是以簡單架構的熔融沉積快速成型（FDM）技術為主，無論效果還是精度都差強人意。隨著技術發展和成本降低，桌面級3D打印機也能夠真正實現所見即所得的打印效果， 3D打印改變世界將不再是一個夢想。
與傳統制造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品不同，3D打印將三維實體變為若干個二維平面，通過對材料處理并逐層疊加進行生產，大大降低了制造的復雜度。這種數字化制造模式不需要復雜的工藝、不需要龐大的機床、不需要眾多的人力，直接從計算機圖形數據中便可生成任何形狀的零件，使生產制造得以向更廣的生產人群范圍延伸。因此，3D打印技術的出現將從兩個方面深刻改變傳統制造業形態：一是使制造工藝發生深刻變革；二是使制造模式發生革命性變化。
3D打印是“增材制造”（AdditiveManufacturing）的主要實現形式。“增材制造”的理念區別于傳統的“去除型”制造。傳統數控制造一般是在原材料基礎上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產品。而“增材制造”與之截然不同，無需原胚和模具，就能直接根據計算機圖形數據，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。
主要材料和關鍵配件是原材料（粉末、樹脂、線材等），激光發生器，控制系統，這三部分是附加值的，國內做的3D打印，更多的是在做組裝機器和成型軟件，用量較大的粉末材料，這可以顛覆傳統的鑄造、機械加工；國外的主要廠商是3DSystem，STRATASYS，eos，他們是全產業鏈，玩轉的基因是全產業鏈通。
目前3D打印工業機的價格在30萬美元-150萬美元，而國內的機床價格普遍在10萬美元以下，3D打印機是機器，這個產業要替代傳統需要等到鋼材價格、人工成本、能源價格大幅上漲，信息化社會形成的時候才可以談競爭；目前來講，醫療、教育、航空航天、汽車等應用發展趨勢較好。
一些中小企業成為國外3D打印設備的代理商，經銷全套打印設備、成型軟件和特種材料。還有一些中小企業購買了國內外各類3D打印設備，專門為相關企業的研發、生產提供服務。其中，廣東省工業設計中心、杭州先臨快速成型技術有限公司等企業，設立了3D打印服務中心，發揮科技人才密集的優勢，向國內外客戶提供服務，取得了良好的經濟效益。
目前，激光直接加工金屬技術發展較快，已基本滿足特種零部件的機械性能要求，應用于航天、航空裝備制造；同時，生物細胞3D打印技術取得顯著進展，已可以制造立體的模擬生物組織，為我國生物、醫學領域科學研究提供了關鍵的技術支撐。
方面，清華大學的顏永年，華科大的史玉升，西交大的盧秉恒，北航的王華明，湖南華曙的許小曙，技術不一樣，排名沒有價值。目前王華明、顏永年參與了上市公司產業化，華科大曾經有深圳創投介入，西交大資本化較弱。
從國內整個產業鏈來講，技術基本是看了國外的，在國內高校研發，進行產業化，SLMSLSSLAFDM技術在國外都有競爭力，但是材料、激光器需要進口，利潤較薄，機器和材料上還是國外壟斷，國內市場在全球份額在8-10%。
中美差異在于，中國的市場潛力巨大，世界，但是創新和科技實力弱，材料、信息技術、理念這些不利于3D打印的上游技術發展。3D打印發展，工業、消費品并重，短期來看，工業市場更吸引人。3D打印工藝眾多，產出成品率按照材料和質量要求不同而不同，3D打印與傳統制造的比較更多應在效率、復雜、難度上面。
一、3D打印需要依托多個學科領域的技術，至少包括以下方面：
信息技術：要有專業的設計軟件及數字化工具，輔助設計人員制作出產品的三維數字模型，并且根據模型自動分析出打印的工序，自動控制打印器材的走向。
精密機械：3D打印以“每層的疊加”為加工方式。要生產高精度的產品，必須對打印設備的程度、穩定性有較高的要求。
材料科學：用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、粉末化、絲化，在打印完成后又能重新結合起來，并具有合格的物理、化學性質。
二、我國發展3D打印產業的重要戰略意義：
發展3D打印產業，可以在提升我國工業領域的產品開發水平的同時有助于攻克技術難關，并且易形成新的經濟增長點，促進就業。
當前，全球正在興起新一輪數字化制造浪潮。發達面對近年來制造業競爭力的下降，大力倡導“再工業化、再制造化”戰略，提出智能機器人、人工智能、3D打印是實現數字化制造的關鍵技術，并希望通過這三大數字化制造技術的突破，鞏固和提升制造業的主導權，加快3D打印產業發展，推動我國由“工業大國”向“工業強國”的轉變。
發展3D打印產業，可以提升我國工業領域的產品開發水平，提高工業設計能力傳統的工業產品開發方法，往往是先開磨具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需開磨具，可以把制造時間降低為以前的1／10到1／5，費用降低到1／3以下。一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可利用3D打印技術，短時間內制造出來，從而極大地促進了產品的創新設計，有效克服我國工業設計能力薄弱的問題。
發展3D打印產業，可以生產出復雜、特殊、個性化產品，有助于攻克技術難關
3D打印可以為基礎科學技術的研究提供重要的技術支持。在航天、航空、大型武器等裝備制造業，零部件種類多、性能要求高，需要進行反復測試。運用3D打印，除了在研制速度上具有優勢外，還可以直接加工出特殊、復雜的形狀，簡化裝備的結構設計，化解技術難題，實現關鍵性能的趕超。
發展3D打印產業，可以形成新的經濟增長點，促進就業
隨著3D打印的普及，“大批量的個性化定制”將成為重要的生產模式。3D打印與現代服務業的緊密結合，將衍生出新的細分產業、新的商業模式，創造出新的經濟增長點并增加社會就業。如自主創業者可以通過購置或者租賃低成本的3D打印設備（一些3D打印設備已低于1萬元），利用電子商務等平臺提供服務，為大量消費者定制生活用品、文體器具、工藝裝中國重大機械裝備飾品等各類中小產品，激發個性化需求，形成一個數百億甚至數千億元規模的文化創意制造
三、支持我國3D打印產業發展的政策建議：
采取財稅金融政策上積極支持、積極引導建立行業協會，鼓勵研發，加強教育培訓等措施，進一步促進3D打印社會化推廣。
制定數字化制造規劃，促進3D產業優先發展
建議將3D打印技術定位為生產性服務業、文化創意、工業設計、電子商務及制造業信息化工程的關鍵技術和共性技術，將該產業納入優先發展產業及產品目錄。在財稅金融政策上，鼓勵企業投資、研發、生產和應用3D打印，支持3D打印設備的進出口。
加強產業聯盟、行業協會建設，推動3D產業協同發展
積極引導工業設計企業、3D數字化技術提供商、3D打印機及材料研發企業和機構、3D打印服務應用提供商組建產業聯盟，利用有關學會、協會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術研發和行業標準制定。促進3D打印技術發展的市場平臺建設，包括3D打印電子商務平臺、3D打印數據和產權保護機制、3D打印及周邊項目投融資機制等，促進產業可持續發展。
加大科技扶持力度，提升3D打印技術水平
設立專項基金，重點推進數字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等關鍵技術的研發。在研發扶持中，要注意建立公平、公正的研發績效評估體系，鼓勵各研發主體探索不同的技術路徑。加強對3D打印產學研合作的支持，特別對實施產業化的企業在市場銷售、社會推廣上給予政策支持。
加強教育培訓，促進3D打印社會化推廣將3D打印技術納入相關學科建設體系，培養3D打印技術人才。依靠行業協會、博覽會、論壇等組織形式進行3D打印技術和周邊應用的培訓。在科技館、文化藝術中心、青少年活動中心等公共機構進行3D打印技術的展示、宣傳和推廣。發展3D打印服務中心，推廣3D打印技術應用，為發展3D打印產業積累應用經驗。
3D打印領域發展迅猛，從巨型的房屋打印機到微型的納米級細胞打印機，各種新技術層出不窮，但是主要還是集中在專業領域，民用市場還是以簡單架構的熔融沉積快速成型（FDM）技術為主，無論效果還是精度都差強人意。隨著技術發展和成本降低，桌面級3D打印機也能夠真正實現所見即所得的打印效果， 3D打印改變世界將不再是一個夢想。
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