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解读:如何看待中国“3D打印”产业化

未知 2019-10-15 15:13

  据报道,工信部表态,将推动3D打印产业化。工信部副部长苏波认为,如果中国能把握住3D打印技术的研发和应用趋势,那么将成长为新的经济增长点。《经济学人》杂志认为,3D打印技术代表制造业发展新趋势,它将推动实现第三次工业革命。

  3D打印技术在海外已经出现了20余年,目前国内3D打印产业尚处于起步阶段,尚不具备3D打印设备的规模化生产能力,但3D打印工艺对打印材料的需求十分明确,未来3D打印技术有望在传统制造业、医疗、文物保护、建筑设计、配件饰品等行业得到广泛使用,这也将是潜在的巨大市场。

  3D打印也将带来工业的变革。目前建筑和金属制造的3D打印实践证明能够节省大量的原材料、人工和时间;微型车间的实现将颠覆现有的制造方式;而人体器官打印更是能实现人类对健康的追求,甚至对人类社会有着深远的影响。

  3D打印产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务,即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来制造,这也将是一个万亿规模的巨大市场。作为3D打印制造的一种,激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大。

  3D打印将重振制造业

  目前全球有两家3D打印机制造巨头,分别为Stratasys和3DSystems,这两家公司股价今年都有惊人表现。

  安信证券分析师胡又文表示,理论上说,几乎只要存在的东西都可以通过3D打印机复制出来。未来3D打印技术有望在传统制造业、医疗、文物保护、建筑设计、配件饰品等行业得到广泛使用。

  东方证券分析师郑青认为,3D打印产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务,即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来制造,这也将是一个万亿规模的巨大市场。作为3D打印制造的一种,激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大。

  虽然券商分析师总体上对3D打印产业链前景较为看好。不过,也有私募人士告诉证券时报记者,3D打印技术付诸实施,并直接体现到上市公司业绩上还有一段时间,目前的行情都属于市场的炒作,能持续多久尚需观察。

  当日的交易信息也显示,3D打印概念的市场参与者以营业部游资为主,机构则趁高卖出。比如,宏昌电子当日的前五大买入卖出席位均为券商营业部席位,第一大买入席位为中信证券(浙江)福州连江北路营业部,买入金额为2082万元,其他4家营业部买入金额由705万元到403万元不等。前五大卖出席位也均为营业部席位,卖出金额由419万元到212万元不等。值得注意的是,光韵达的前五大买入卖出席位虽也均为营业部席位,但其前五大卖出席位中,第一、第三、第四大卖出席位均为机构,卖出金额分别为1203万元、913万元、686万元。

  3D打印产业会链庞大

  有业内人士表示,3D打印技术在海外已经出现了20余年,但市场规模并没有想象的那么大,主要原因还是技术分散,而且市场有不同细分。

  3D打印技术的市场潜力巨大,技术成熟后它将掀起制造、医疗等产业的革命,但是目前3D打印发展面临诸多局限,一方面,设备十分昂贵,在市场上难以广泛推广;另一方面,3D打印材料在进一步改进中,以避免对环境产生较大污染。

  也有分析人士认为,3D打印产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务,即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来制造,这也将是一个万亿规模的巨大市场。

  但是,3D打印技术的产业化是一项庞大的产业链条,不是一家企业一个环节能够实现的,从主机生产一直到耗材需要托起一个整体的产业链,如果这个产业链条能够实现和运行,首先得益的是国防科技和重工业以及占有重要经济地位的产业。此外,3D打印机的技术理论是相同的,但是各个行业的具体用途又有明确区别,涉及到的行业和领域又有细分,主要涉及的几个技术领域是:冶金、化工、机械、电子、光学、以及计算机等行业。

  从具体公司来看,与3D打印机关联性大的公司有望在3D打印机的发展过程中受益。其中主要包括3D打印机上游行业的企业,例如激光制造公司、塑料公司等;3D打印机下游行业的公司,例如服装公司、汽车公司、船舶公司等,3D打印技术能为其创新提供良好条件;此外,还包括3D打印机制造公司,若3D打印技术在市场推广,3D打印机制造公司将获得巨额利润。

  3D打印产业现状与瓶颈

  和庞大的制造业相比,17亿美元实在算不上是一个大数字,要知道,2011年中国服装纽扣市场的规模就已达到130亿元人民币,2012年英国螺丝机械市场规模将超过8亿欧元。哪怕与这些又土又旧的小零件制造行业相比,3D打印也显得发展过慢。更何况,它可是一个已经出现20多年的技术。

  最初的3D打印可以追溯到20世纪80年代,它发端于美国军方的快速成形技术,与传统成形方法截然不同,它通过电脑创建的三维设计图将材料分层打印叠加,最终整体成形,因而也被称为增材制造技术。形象点说,如若以捏泥人或雕刻来考虑传统制造方法,3D打印则类似以一块块砖垒砌高楼大厦的过程。

  它在实体制造中的优势显而易见:省去了冗长而昂贵的模具制造过程一般的,一个塑胶模的开模周期在30~35天,而一个结构简单没有花纹的手机硅胶套开模价格则可能达到4000元;它受控于电脑三维设计图形,能够制造出传统方法无法企及的形状。

  但是3D打印由于技术与材料发展的限制,它目前的作用还主要集中于模型制作与修改,待模型确定后,依旧离不开开模量产的传统制造方法。

  制造业的革新与升级是一项漫长复杂的工程,如果认为单靠3D打印就能带来第三次工业革命,显然有些过于乐观了。

  在一再追问之下,克里斯安德森显得有些不耐烦。他的手指在空气中左右划动,语气却显得坚定不移:我再说一遍,3D打印技术并不能制造一切,有些东西它造不出来,并且,它不等于第三次工业革命,它只是推动第三次工业革命发生与前进的技术之一。

  这位52岁的美国人曾于2004年提出长尾理论,在知名科技杂志《连线》做了11年的主编之后,今年11月初,他宣布离开《连线》,转而担任一家名为3DRobotics的公司的CEO。

  安德森创立的3DRobotics是一家365棋牌评测网_365棋牌怎么玩赢分多_365棋牌为什么要卡账号技术公司,而非3D打印机制造公司。它通过网络提供平台,让极客上传DIY的3D图像,再用3D打印机帮他们做出模型,而最终组装成实物的硬件零件,还需要借助其他方法来生产。他希望公司能够扮演连接消费者和产品的桥梁角色。

  安德森的创业路线与不少创客空间做的事情异曲同工:借助3D打印技术快速、少限制的模型制造能力激发极客们的设计能力,这无疑是令人兴奋的,不过在更加庞大的制造业领域中,现状却并不如此浪漫。

  据介绍,去年全球3D打印市场17亿美元的规模中,有接近10亿来自于设备和材料的直接销售,剩下8亿多则来自3D打印的相关服务。设备的销售与3D打印的相关服务是当前3D打印商业化的两个主要方向。

  以隆源公司为例,他们主要提供的3D打印服务。它打印发动机的沙模或蜡模,其后通过灌注的方法生产出实体产品,为汽车与航空航天业优化研发流程。它今年的营收在2000万人民币左右。

  北京太尔时代科技有限公司则是典型的3D打印设备的销售公司。该公司总经理郭戈师从清华大学第一任材料成形制造自动化研究所所长颜永年教授,他从2003年加入太尔时代以来,一直从事3D打印设备的研究与制造,公司目前在北京郊区拥有制造车间。

  太尔时代的3D打印机分为工业级和消费级两个档次。前者价格最低10万元人民币,今年的销量在200台以上,主要客户为国内各大高校;后者价格为6000元人民币,今年销售达到3000多台,颇让人意外的是,它大多销往国外,客户主要是小企业、工作室及学校。在国内,鲜有同行企业能在销售额上与其比肩。

  尽管在国内同行中已属佼佼者,但是郭戈仍旧明显地感觉到他们所处的3D打印行业仍然是一个小众的生意。

  在国内,3D打印材料的供给是产业发展的一个巨大瓶颈。事实上,国内有能力生产3D打印材料的企业并不多,它们主要依赖进口,特别是金属材料。造成这种局面的原因很好理解,国内企业本身技术水平有限,而中国的行业规模不过2~3亿元人民币,过小的市场导致它们缺少加大研发投入的能力与动机。

  即便是在国外,传统制造业领域中成长出的3D打印公司情况也并不是太好。美国Stratasys公司和3DSystems公司是全球两大3D打印机巨头,二者同为纳斯达克上市公司,2011年营收分别为1.7亿美元和2.9亿美元。不过,同年,苹果CEO蒂姆库克的薪资福利高达3.8亿美元。

  3D打印技术经过20多年的发展依旧没长大,显而易见的原因是由于价格过高,它在个人、小企业端市场没有普及,缺乏足够的用户量,而百万元价格的工业级设备对大型企业提供的价值有限,用于模型制造的设备需求量难有爆发性增长。

  除了市场的发育需要时间和外力的推动之外,在现阶段,3D打印技术本身也存在缺陷。

  北京航空航天大学材料科学与工程学院教授王华明带领自己的团队进行了近20年的研究,在飞机制造厂工程师的配合下,他打印的外部悬挂件成功地直接装配在了飞机上。不过即便如此,他依旧坚称:3D打印不适合直接制造高精度的东西。

  3D打印由于是材质一层一层堆积成形,无论如何,每一层都有它的厚度,这决定了它的精度难以企及传统的减材制造方法。如若追求更高精度,则需不断降低每一层的厚度,这又意味着制造时间的大幅延长。同时由于难以克服的问题,它很难生产类似于轴承、滚珠类的产品。实际上,王华明制造的飞机悬挂件,依旧经过了人工的后期处理。

  因而他认为,用3D打印技术制造可直接装配的零件,只适用于难加工的贵重材料,或用传统方法制作浪费大、甚至根本制作不出来的精度要求不高的复杂形状,比如飞机或F1赛车上某些抗压强度大、质量轻的部件。对于大多数传统制造业企业来说,3D打印的意义则更多体现在优化研发流程、降低研发成本上。正因为如此,王华明更愿意把它称为零部件制造技术的变革而非制造业的革命。

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