3D打印還有一個正式的官方名字,叫作增材製造(Additive Manufacturing,AM),是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積製造出實體物品的新興製造技術,體現了信息網絡技術與先進材料技術、數字製造技術的密切結合,是先進製造業的重要組成部分。由於其與信息網絡技術深度融合,給傳統製造業帶來變革性影響,已經成為世界各國培育未來產業的重點。增材製造產業規模到底有多大?應用範圍已經延伸到何處?上季度剛剛出爐的《中國增材製造產業發展報告(2017年)》帶來了詳細的解讀。
產業規模有多大?市場格局誰領風騷?
據Wohlers Associates對全球61家工業系統製造商、19家專用材料生產商、100家服務提供商以及一批消費級增材製造設備製造商的統計數據顯示,2016年,全球增材製造產業產值達到60.63億美元,同比增長17.4%。工業級增材製造裝備製造企業數量不斷增加。2016年,全球有97家工業級增材製造裝備製造商,相比2014年的49家,增長近1倍。報告顯示,2015年全球增材製造設備市場保有量格局中,歐、美國家佔有率為67.9%。其中,北美國家佔有率39.7%,歐洲國家佔有率28.2%,均呈現下降趨勢。亞洲國家佔有率為27.5%,呈現小幅上升趨勢。從國別看,美國的設備保有量佔有率居首,高達37.8%,相比2014年下降了0.3個百分點。德國設備保有量佔有率居其次,高達9.6%,相比2014年下降了0.1個百分點。中國(不含台灣地區)後來者居上,居第三位,保有量佔有率由2014年的9.2%升至2015年的9.5%,增長0.3個百分點。
據中國增材製造產業聯盟對23家規模以上企業的經營數據統計,2016年國內規模以上增材製造企業總產值20.3億元,比2015年的10.8億元增長87.5%。2017年上半年總產值為11.6億元,同比增長50.5%,產業規模實現快速增長。從產業構成看,增材製造裝備、材料和服務的產值比例分別為50.1%、26.9%、23.0%,增材製造裝備產值佔一半。
應用範圍有多寬?哪些行業潛力巨大?
近年來,增材製造技術廣泛應用在航空航天、汽車、醫療、文化創意、創新教育等眾多領域,越來越多的企業將其作為技術轉型方向,用於突破研發瓶頸或解決設計難題,助力智能製造、綠色製造等新型製造模式。從2015年全球增材製造應用格局來看,工業機械(19.9%)、航空航天(16.6%)、汽車領域(13.8%)、消費品/電子產品(13.1%)、醫療/牙科(12.2%)等領域的應用居前五。與2014年相比,在工業機械領域的應用提升了2.4個百分點,在學術機構領域的應用提升了2.3個百分點,在航空航天領域的應用提升了1.8個百分點。但在消費品/電子產品、汽車、醫療/牙科、政府/軍隊等領域的應用分別降低了3.5、2.3、0.9、0.7個百分點。
我國3D打印還有哪些問題亟待解決?
1.產業規模化程度較低。我國增材製造產業雖然取得了長足進步,但整體上呈現「小、散、弱」的狀態。
2.專用材料發展滯後。我國在增材製造專用新材料領域的發展仍然滯後,面臨材料選擇侷限性較大、品種少、供應商少、高性能材料嚴重依賴進口的現狀。
3.關鍵裝備和核心器件依賴進口。我國工業級增材製造裝備在環境溫度控制、工藝穩定性等方面總體上與發達國家還有較大差距,關鍵裝備與核心部件嚴重依賴進口的問題依然較為突出,
4.行業標準體系不健全。雖然我國已提出增材製造領域的7項國家標準,但尚未建立起涵蓋設計、材料、工藝設備、產品性能、認證檢測等在內的完整的增材製造標準體系。
5.協同推進機制尚需完善。目前國內產學研存在嚴重脫節,很多創新性技術仍滯留在高校院所,很難實現產業化,產學研用密切結合的研發及產業化協同推進機制尚未有效形成。
6.應用推廣有待加強。目前,我國對增材製造技術的認識依然不足,創新應用能力還不夠強,加之工業級增材製造設備的昂貴成本和維護費用,中小企業望而卻步,阻礙現有傳統生產方式的改造升級,需要進行較長時間的市場培育。在金屬增材製造領域,受困於「功能優先」設計理念等因素的影響,如何進一步加快應用推廣還需進一步探索。