增材制造的現狀與未來

增材制造的現狀與未來第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五PrintYourDream*增材制造的現狀與未來

陳勃生湖南華曙高科技有限責任公司常務副總經理/教授第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展狀況制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素促進增材制造產業(yè)發(fā)展的途徑使命與擔當第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展概況增材制造技術產業(yè)的歷史演進第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展概況增材制造技術產業(yè)的歷史演進第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展概況工藝材料應用領域槽光固化VatPhotopolymerization光聚合物原型制作材料噴射MaterialJetting多種聚合物、蠟原型制作、鑄型制作粘合劑噴射BinderJetting石膏、聚合物、金屬、鑄造砂原型制作、鑄模制作、直接零件生產材料擠出MaterialExtrusion聚合物原型制作粉末床熔融PowderBedFusion聚合物、金屬原型制作、直接零件生產疊層SheetLamination紙、塑料膜、金屬片材原型制作、直接零件生產直接能量沉積DirectedEnergyDeposition金屬零件修復、直接零件生產增材制造技術一覽第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五1988-2011年全球3D打印設備保有情況全球3D打印設備累計銷售情況增材制造技術的國內外發(fā)展概況第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五

美國3D打印設備保有量占全球的38%，中國繼日本、德國之后，以約9%的數量占第四位

美國3D打印設備生產量約占全球的71%，歐洲、以色列分別以12%、10%位居第二和第三，中國設備約4%。增材制造技術的國內外發(fā)展概況2012年全球3D打印設備保有量及產量分布情況（來源：WohlersReport2013）第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五

2012年，3D打印設備與服務全球直接產值是22.04億美元，其中，設備材料是10.03億美元，增長20.3%；服務產值是12億美元增長36.6%，較設備材料增長更快。增材制造技術的國內外發(fā)展概況2012年全球3D打印設備與服務直接產值增長情況（來源：WohlersReport2013）第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五2012~2013年3D打印應用領域分布變化情況（來源：WohlersReport2013）近幾年中，航空制造和醫(yī)學領域的應用時增長最快的應用領域增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展概況增材制造技術市場規(guī)模變化（來源：WohlersReport2013）第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術應用行業(yè)情況（來源：WohlersReport2013）

消費品/電子產品連續(xù)7年居首（201120.3%，2010年20.6%）汽車其次（2011年19.5%，2010年17.9%）醫(yī)療/牙科連續(xù)11年第三（2011年15.1%，2010年15.9%）航空/航天第四（201112.1%，2010年9.9%）工業(yè)/商業(yè)機器第五（2011年10.8%，2010年12.9%）增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展概況2009-2011年消費級和工業(yè)級3D打印機銷售量第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五技術因素

以3D系統公司、Stratasys公司和Makebot公司為

代表的企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢和較為雄厚的技術儲備，通過技

術研發(fā)，降低了單機成本，為消費級打印機的爆發(fā)式銷售

做好了技術上的準備；

文化因素

國外具有良好的創(chuàng)新文化，經過多年的市場培育以及技術上的成熟，2011年前后，國外出現了“創(chuàng)客”文化，即充分利用了3D打印快速成型技術利用個人的創(chuàng)造力進行創(chuàng)業(yè)。經濟因素

國外較高的人均收入允許國外的消費者追求個性化產

品。消費級打印機成本的降低以及“創(chuàng)客”文化的產生，使得

國外的個性化市場得到初步的培育和滿足。國外消費級市場火熱的三方面原因增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術應用領域情況（來源：WohlersReport2013）增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五產業(yè)發(fā)展模式代表企業(yè)發(fā)展路徑專業(yè)材料提供商Evonic、Basf、DuPont、Huntsman專注于原材料的配套銷售專業(yè)設備提供商EOS、Makerbot專注于設備制造和銷售平臺服務提供商Shapeways、Ponoko為3D打印提供網上交易平臺全產業(yè)鏈發(fā)展華曙高科、3DSystems、Stratasys最初是設備制造商，然后向上下產業(yè)鏈衍生產業(yè)鏈發(fā)展模式和代表企業(yè)增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五3D打印設備下游應用行業(yè)分布增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五3D打印快速成型技術對行業(yè)不同環(huán)節(jié)的價值增值影響3D打印快速成型技術對行業(yè)不同環(huán)節(jié)的價值增值影響

3D打印快速成型技術對行業(yè)不同環(huán)節(jié)的價值增值影響3D打印快速成型技術對行業(yè)不同環(huán)節(jié)的價值增值影響3D打印設備的使用在產品設計、加工工具制造和直接部件制造方面給企業(yè)帶來高附加值。

3D打印快速成型技術的優(yōu)勢，對于提高上述行業(yè)中產品設計速度、復雜部件的加工速度和產品性能，降低成本減少組裝換件都有重要的意義。因此，3D打印快速成型技術和裝備在上述領域的應用會繼續(xù)保持較高的比例。增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五%

直接制造功能性零件(來源：WohlersReport2013)增材制造技術的國內外發(fā)展概況第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五

截至2012年3D打印機的保有量不足全球的3%，出貨量的全球占比一直徘徊在6%以下，出貨最多的北京太爾的出貨量僅有158臺，這還遠高于排名第二的陜西恒通的38臺和排名第三武漢濱湖的31臺。從使用密度上看，中國僅為美國的22.6%。增材制造技術的國內外發(fā)展概況中國國內3D打印設備保有及出貨情況第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五西北工業(yè)大學西安交通大學華中科技大學清華大學北京航空航天大學華中科技大學華南理工大學中北大學南京航空航天大學湖南信息職院南昌航空大學增材制造技術的國內外發(fā)展概況第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五西安鉑力特陜西恒通武漢濱湖機電北京殷華北京隆源中科院廣州電子所南京紫金立德湖南華曙高科上海富奇凡增材制造技術的國內外發(fā)展概況江蘇永年激光第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的當前坐標與展望第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展狀況制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素促進增材制造產業(yè)發(fā)展的途徑使命與擔當第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五市場對增材制造技術知之甚少；設備及材料價格偏貴，產品成本相對較高；增材制造技術的產品制造精度尚無法與切削加工相比較；已實現產業(yè)化的材料品種，遠不能滿足產品的多樣化需求；設備與材料均未形成統一標準；設備制造質量及穩(wěn)定性尚有待進一步提高；尚未形成國產設備及材料制造方面上規(guī)模的龍頭企業(yè)；關聯企業(yè)處于單打獨斗、各自為戰(zhàn)狀態(tài)，未能形成合力；國家層面上，未能出臺在頂層規(guī)劃指導下的產業(yè)發(fā)展政策；部分企業(yè)熱衷于概念炒作，盲目跟風；設計仍處于“制造導向”階段。制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五無刀具特征制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五自由孔結構制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五允許表面干涉制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五增材制造技術的國內外發(fā)展狀況促制約增材制造產業(yè)發(fā)展的瓶頸因素促進增材制造產業(yè)發(fā)展的途徑使命與擔當第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑成形設備的專用化（功能性終端零部件、觀賞

模型、藝術品、文物復制、生物組織工程產品）；工業(yè)CT逆向數字建模；成形設備的系列化（尺寸、速度、功能）；新型成形能源的研發(fā)（半導體激光器、紫外線

投影燈）；成型材料的多樣性（與產品的某些已知特性相匹

配，如：納米材料、非均質材料、復合材料）；成型材料的多元性（在一個構件上根據功能要求

采用多種不同性質的材料）；第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五成形材料的系列化（金屬、高分子、陶瓷）；成形材料的標準化（主要解決材料的通用性問

題）；梯度功能材料的研發(fā)；生物組織工程材料的研發(fā)；數字化材料的研發(fā)；與傳統的減法制造技術互補性；噴射成形技術的廣泛應用；實現從“制造決定設計”向“功能引領設計”、

“設計指導制造”的轉變（等強度與等剛度結構、

變強度與變剛度結構、變密度桁架結構、組件

的適度一體化設計、傳統加工結構的去除）。

促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑用于手術方案制定的膝關節(jié)打印件第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五用于手術方案制定的頸錐骨打印件促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑用于手術方案制定的下頜骨打印件第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五個性化牙科牙冠固定橋個性化牙科舌側正畸托槽促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑舌側托槽——隱形美觀的矯治傳統矯正裝置第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五個性化膝關節(jié)假體個性化外科手術輔助導板促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五個性化股骨頭植入體個性化義齒植入體促進增材制造技術產業(yè)發(fā)展的途徑第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期五"鈦骨"(Tixos)種植體系列"鈦骨"S型種植體“鈦骨”圓錐型超短型種植體"