2022年我國工業(yè)3D打印趨勢分析

年我國工業(yè)3D打印趨勢分析中國如何從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國?隨今年政府工作報告明確部署“中國制造2025”，推動中國制造由大變強，使中國制造包含更多中國制造因素，將進展先進制造業(yè)上升為國家戰(zhàn)略，智能制造成為主攻方向，就此要求企業(yè)加快從要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變，由低成本競爭優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量效益競爭優(yōu)勢，轉(zhuǎn)變資源消耗大、污染物排放多的粗放制造。工業(yè)3D打印就此成為“綠色制造”的重要實施路徑。

同時，面對中國這樣一個潛在浩大的市場，無論是上游的3D打印生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)，還是下游的應(yīng)用企業(yè)，是否能在全球化競爭中把握機遇，實現(xiàn)信息化與工業(yè)化的深度融合，都將成為“新經(jīng)濟”時代能否具有長期生存的重要挑戰(zhàn)。

工業(yè)3D打印將打破多年的“不溫不火”

把握時代洪流，作為智能制造重要環(huán)節(jié)的工業(yè)3D打印會逐步在中國發(fā)覺更多用武之地。越來越多的企業(yè)，從轉(zhuǎn)型進展的過程中，查找到應(yīng)用3D打印的理由。

“假如我買一臺比較好的工業(yè)3D打印機，在環(huán)保上的顧慮就要小許多?！闭憬t光機械、溫州市機電技術(shù)協(xié)會會長董事長管洪光告知《3D打印世界》。今年年初他主動走出去，在仔細考察了一圈后，最終對一臺歐洲公司生產(chǎn)售價達500萬元人民幣的3D打印機產(chǎn)生深厚愛好。

其公司年產(chǎn)值超過6000萬，經(jīng)營穩(wěn)健，但同樣面臨轉(zhuǎn)型升級的挑戰(zhàn)?！凹偃绻S用了這臺機器，就能省去開模、煉廢鋼鑄造的環(huán)節(jié)，不用請那么多人工，也削減了污水和廢氣的排放?！边@種思路與其溫州老鄉(xiāng)郭先生相像。后者經(jīng)營一家小型五金機械加工廠，青睞工業(yè)3D打印機在制模的高效率、低成本及環(huán)保，但對于畢竟要不要買下一臺200萬的3D打印機仍遲疑不定，“對于小企業(yè)來說200萬不是小數(shù)目，回去后還需要認真計算成本與回報?！?/p>

作為高精尖的幫助設(shè)備，在全球范圍內(nèi)工業(yè)級3D打印機應(yīng)用于較高端的航天軍工、生物醫(yī)療、汽車、船舶等領(lǐng)域，中國亦有相像之處?！捌鋵崌鴥?nèi)不少大型企業(yè)比如廣汽集團，早開頭用我們的機器，只是沒有宣揚而已?！币晃徊辉妇呙拿绹?D打印巨頭STRATASYS的中國華南區(qū)銷售主管冷靜看待外界對3D打印的“稀奇”。但他已感受到國內(nèi)尤其是制造業(yè)發(fā)達的珠三角地區(qū)，大中型企業(yè)對工業(yè)級3D打印機的需求正逐年提升。

在向智能制造轉(zhuǎn)型的背景下，除連續(xù)在原有高端領(lǐng)域深耕外，國內(nèi)工業(yè)級3D打印設(shè)備及服務(wù)能否進一步應(yīng)用于加工制造等工業(yè)領(lǐng)域，取得超過全球平均水平的增速，值得期盼。依據(jù)Wohlersreport2022統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從1988年至2022年，售價5000美元以上的工業(yè)級3D打印機年復(fù)合增長率達到了30.9%，經(jīng)濟危機后2022年至2022年的平均增速為22%，但2022年提升至26.4%銷量達到9832件，并猜測2022年全球工業(yè)級3D打印機的銷售將超過15000件，其中定價于5000-20000美元的機器將占據(jù)銷售主導(dǎo)。

盡管與個人桌面級3D打印機在近兩年取得的3位數(shù)增長相比遜色，但多位業(yè)內(nèi)人士認為，從“中國制造2025”提出的元年開頭，工業(yè)3D打印將打破多年的“不溫不火”，有望迎來市場放量的一天?！爸袊I(yè)3D打印最好的時代可能才剛剛開頭?！比蛑?DInsidePrinting全球巡展策展商珠海再生時代董事總經(jīng)理李廣連表示。他認為，在國家戰(zhàn)略進展的支撐之下，講求高質(zhì)量、高精度的工業(yè)3D打印產(chǎn)業(yè)將伴隨企業(yè)轉(zhuǎn)型而逐步成長，就此開拓高端與高附加值的全新工業(yè)應(yīng)用市場。

3D打印直接生產(chǎn)工業(yè)零件將成為一大趨勢

面對“中國制造”的升級版，3D打印將如何真正成為國內(nèi)企業(yè)跨越PMI枯榮線、邁向“智造”的強大助推器?《3D打印世界》了解到，現(xiàn)實沖突難以忽視：一面工業(yè)級3D設(shè)備普遍昂貴，材料局限性較大，精度、速度與效率不太盡人意的產(chǎn)業(yè)局限客觀存在，另一面是中國級工業(yè)4.0過程中埋伏的規(guī)模共性化定制巨大市場開頭啟動。

“在醫(yī)療和文創(chuàng)方面，3D打印可滿意共性化定制化需求;在汽車及航空航天領(lǐng)域，3D打印在集成化、柔性制造及快速模具方面，為縮短周期具有很大優(yōu)勢?！标兾骱阃ㄖ悄軝C器有限公司總經(jīng)理楊鋒評價?！拔覀冞€要做好行業(yè)應(yīng)用研發(fā)，保證行業(yè)應(yīng)用的工藝最優(yōu)化，把3D打印的優(yōu)點完善體現(xiàn)出來，與傳統(tǒng)制造業(yè)更好的融合?！?/p>

“工業(yè)3D打印更多作用在于對傳統(tǒng)制造業(yè)的補充與優(yōu)化，而非‘全面置換’。”中國快速成形技術(shù)的先驅(qū)人物之一、江蘇永年激光成型技術(shù)有限公司董事長顏永年評論。以金屬3D打印為例，將來方向是與傳統(tǒng)重型金屬裝備成型制造業(yè)緊密結(jié)合，充分發(fā)揮前者制成品材料勻稱，尤其是“毫無偏析”的最大好處?！?D打印成品可以提高強度，但抗沖擊力不足，而傳統(tǒng)鍛造出的產(chǎn)品，強度有限，但具有較好的承受力。兩者可以互補?！?/p>

對于當(dāng)下工業(yè)3D打印設(shè)備及材料較高的成本，顏永年辨證看待：“成本是貴，但材料利用率高”，對比傳統(tǒng)鍛造工藝中材料的利用率只有20%，3D打印增材利用率高達80%。楊鋒則對工業(yè)3D打印的主要成本連續(xù)下降持樂觀態(tài)度，緣由在于過去大多數(shù)依靠國外進口設(shè)備及零部件的局面已有所轉(zhuǎn)變，雖然“有些關(guān)鍵和國內(nèi)未能完成攻關(guān)的零部件或材料還沒有降”。將來隨著市場占有率的增大，國內(nèi)設(shè)備的價格也會有所下降。

據(jù)《中國3D打印市場進展趨勢與行業(yè)投資討論報告》認為，由于3D打印可按需生產(chǎn)，對傳統(tǒng)工業(yè)的供應(yīng)鏈和存儲體系產(chǎn)生重大影響，“3D打印直接生產(chǎn)零件的市場份額提升”也將成為國內(nèi)工業(yè)3D打印的一大趨勢。中科院廣州電子技術(shù)討論所討論員李耀棠在公開報告中指出，3D打印零件在直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、跳過模具開發(fā)這一階段，于節(jié)省成本與時間上都獨具優(yōu)勢。同時零件生產(chǎn)地點也特別敏捷，可以實現(xiàn)分散制造，最重要的是3D打印零件在提升強度、輕量化、框格結(jié)構(gòu)方面大大超過與傳統(tǒng)機加工的零件。因此，“3D打印功能零件將越來越多地在各個領(lǐng)域直接應(yīng)用，而不只停留于產(chǎn)品原型、樣品開發(fā)上”。

順應(yīng)智能制造的大浪潮，李廣連推想，將來10年3D打印技術(shù)將與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算、機器人、智能材料等其他先進技術(shù)充分融合，成為若干智能制造平臺上的某個部分。

將來競爭將“百家爭鳴”

今年2月底，《國家增材制造產(chǎn)業(yè)進展推動方案(2022-2022年)》公布，明確國家對3D打印的進展目標：到2022年初步建立較為完善的增材制造(即“3D打印”)產(chǎn)業(yè)體系，整體技術(shù)水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達到國際先進水平，在國際市場上占有較大的市場份額。在這份方案的背后，隱蔽的另一個重要事實是中國在工業(yè)3D打印領(lǐng)域需要不斷縮小國際先進水平的差距。

“不管是工業(yè)3D打印的設(shè)備還是材料，我們可能需要至少10年的時間追逐上別人的工藝與技術(shù)。”顏永年總結(jié)，目前國內(nèi)的“差距”主要體現(xiàn)于“設(shè)備的穩(wěn)定性、零件的精度與原材料尤其是金屬粉末的水平”三點，也因此讓國外廠商接連賺到了“設(shè)備、工藝與供應(yīng)材料的錢”。同時，國內(nèi)以金屬打印為方向的工業(yè)3D打印研發(fā)才從2022年起步，他認為，目前只有北京航空航天工業(yè)高校能始終堅持這一討論方向，取得較快進展。

楊鋒認為，中國在3D打印技術(shù)研發(fā)上取得了很大進步，并在相關(guān)的精度保障上已經(jīng)達到國外標準。但受限于裝配工藝討論水平，激光器，振鏡、噴頭等關(guān)鍵零部件及材料仍“算是我們的弱項”。材料研發(fā)僅僅是重點材料取得了突破，在多樣性方面與國外仍有差距。此外，國內(nèi)3D打印方面的應(yīng)用型討論不如國外做的精細。

據(jù)了解，目前在工業(yè)3D打印領(lǐng)域，在塑料建模方面，美國STRATASYS、3DSYSTEMS兩家企業(yè)處于行業(yè)壟斷地位，而在金屬材料打印方面，德國EOS等企業(yè)占有肯定話語權(quán)。在全球范圍內(nèi)，行業(yè)巨頭正加快鞏固行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者角色。Wohlersreport2022數(shù)據(jù)顯示，在工業(yè)3D打印機銷售領(lǐng)域STRATASYS已連續(xù)12年保持領(lǐng)先，市場份額從2022年的38.9%擴展至54.7%。

越來越多的觀點認為中國將成為全球最大的3D打印市場，其中包括工業(yè)應(yīng)用。但中國3D打印研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)畢竟能在其中占得幾分羹，尚是懸念。“將來與世界上同類企業(yè)的競爭不是越來越有優(yōu)勢，而是會越來越殘酷”。顏永年猜測。而3DInsidePrinting全球巡展策展商李廣連提示，工業(yè)3D打印的技術(shù)成熟如材料等需要長時間的累積與沉淀，“中國3D打印企業(yè)想實現(xiàn)彎道超車就需要用核心技術(shù)作為核心競爭力，否則就算短暫趕上也終會被淘汰。”

楊鋒同樣推斷將來的競爭“確定會加劇”，形