中國(guó)粉體網(wǎng)訊 增材制造,,俗稱(chēng)“3D 打印”,,始于快速成型技術(shù),在航空,、航天、航海,、兵器,、醫(yī)療,、汽車(chē),、工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊,,被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的核心技術(shù),。
近年來(lái),,增材制造發(fā)展非常迅速,,美國(guó),、英國(guó),、德國(guó)、法國(guó),、俄羅斯,、澳大利亞,、新加坡、日本,、韓國(guó)等政府紛紛將其上升至戰(zhàn)略高度給予政策支持,。增材制造涉及多學(xué)科知識(shí),產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋范圍十分廣泛,。目前,,增材制造設(shè)備是其發(fā)展的牽引力,而材料是制約其發(fā)展的重要因素,。
增材制造技術(shù)與裝備
美國(guó)材料和試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)組織將增材制造技術(shù)分為七類(lèi),,英國(guó)增材制造特別興趣小組(AM SIG)將其進(jìn)一步劃分出十余種分支工藝。
美國(guó)ASTM 標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)增材制造技術(shù)的分類(lèi)情況
全球格局:歐美領(lǐng)先,,日韓新澳積極研發(fā)
長(zhǎng)期以來(lái),,歐美等國(guó)一直引領(lǐng)著全球增材制造技術(shù)與裝備的研究與發(fā)展,。歐美無(wú)論是在原始創(chuàng)新力,,還是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用方面,均處于全球領(lǐng)先地位,。日本、韓國(guó),、新加坡和澳大利亞等國(guó)也在積極推動(dòng)增材制造技術(shù)與裝備的研究與開(kāi)發(fā),,但尚未形成一定規(guī)模,。
國(guó)外格局:歐美英德政府大力支持
美國(guó)政府對(duì)增材制造技術(shù)的發(fā)展給予了高度重視和大力支持,。2012年8月美國(guó)國(guó)家增材制造創(chuàng)新研究所(2013年10月更名為美國(guó)制造)正式成立,, 引領(lǐng)著全美甚至全球增材制造技術(shù)的發(fā)展,。歐盟從“第一研發(fā)框架計(jì)劃”開(kāi)始便對(duì)增材制造項(xiàng)目給予了資助,在“地平線(xiàn)2020計(jì)劃”中更是將增材制造技術(shù)列為關(guān)鍵實(shí)用技術(shù)之一,。德國(guó),、英國(guó)與荷蘭等國(guó)相繼制定了增材制造路線(xiàn)圖及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,來(lái)促進(jìn)本國(guó)增材制造技術(shù)的研發(fā),。目前,,據(jù)國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)獲悉,歐美在增材制造技術(shù)與裝備領(lǐng)域已擁有一大批技術(shù)先進(jìn)的優(yōu)勢(shì)企業(yè),。
國(guó)內(nèi)格局:重點(diǎn)發(fā)展出一批優(yōu)勢(shì)企業(yè)
目前,,以增材制造為代表的先進(jìn)制造技術(shù)正在快速發(fā)展,,已成為越來(lái)越多企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)轉(zhuǎn)型的新方向,。我國(guó)也高度重視增材制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,《中國(guó)制造2025》,、“十三五國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃”以及“智能制造工程實(shí)施指南(2016-2020)”等發(fā)展規(guī)劃均已將增材制造裝備及產(chǎn)業(yè)列為重要發(fā)展方向之一,,希望推動(dòng)該領(lǐng)域的持續(xù)快速發(fā)展。目前,我國(guó)在增材制造技術(shù)與裝備領(lǐng)域已擁有一批技術(shù)先進(jìn)的優(yōu)勢(shì)企業(yè)。
西安鉑力特利用增材制造技術(shù)成功助力國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919關(guān)鍵零部件之后,,2017年8月,,鉑力特與中國(guó)航發(fā)上海商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限責(zé)任公司達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議,將促進(jìn)我國(guó)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,也將進(jìn)一步擴(kuò)大增材制造技術(shù)的應(yīng)用,。
增材制造材料
材料是增材制造的物質(zhì)基礎(chǔ)和根本保證,。增材制造材料按照形態(tài)不同一般可分為固態(tài)粉末、固態(tài)片材,、固態(tài)絲材和液態(tài)材料,;按照材料類(lèi)別不同可分為金屬材料、高分子材料,、無(wú)機(jī)非金屬材料(陶瓷,、玻璃)以及生物材料等。
全球格局:歐美發(fā)展前沿,,亞洲國(guó)家跟跑
增材制造材料目前的發(fā)展前沿仍主要集中在歐美地區(qū),,伴隨著增材制造技術(shù)的迅猛發(fā)展,材料體系也日趨豐富,,產(chǎn)品性能不斷優(yōu)化,,在航空、航天,、生物醫(yī)療,、汽車(chē)和工業(yè)等領(lǐng)域逐步得到推廣和規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,。我國(guó)和日本,、印度等其他國(guó)家也在增材制造材料領(lǐng)域積極布局,處于跟跑階段,。我國(guó)增材制造研究起步僅比歐美晚3至5年,,近年來(lái)發(fā)展非常迅速。然而材料作為發(fā)展的必要物質(zhì)基礎(chǔ)和保障,,其產(chǎn)業(yè)化在我國(guó)仍處于起步階段,,在材料性能、產(chǎn)品體系健全程度上均與先進(jìn)國(guó)家相比存在一定差距,。
國(guó)外格局:行業(yè)巨頭以最快速度布局
歐美引領(lǐng)著增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展創(chuàng)新前沿,,在增材制造材料研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化以及應(yīng)用上處于全球領(lǐng)先地位。尤為矚目的是,,目前歐美大批的行業(yè)巨頭,, 正在以有史以來(lái)最快速度布局其增材制造,通過(guò)自主研發(fā),、產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā),、 收并購(gòu)、行業(yè)聯(lián)盟等方式積極前進(jìn),。
國(guó)內(nèi)格局:我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速
近年來(lái),,我國(guó)增材制造材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速,優(yōu)勢(shì)企業(yè)主要集中在北京,、 河北,、江蘇、陜西,、湖南,、廣東等地區(qū)。這些企業(yè)大都圍繞自身增材制造裝備以及應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)材料體系,,最初的研發(fā)工作大都依托國(guó)內(nèi)實(shí)力雄厚的高校,、科研院所和行業(yè)領(lǐng)軍人物,后逐步加強(qiáng)自主研發(fā)和行業(yè)戰(zhàn)略合作,,在增材制造材料研發(fā)實(shí)力和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)上處于全國(guó)領(lǐng)先地位,。
發(fā)展趨勢(shì)及建議
目前我國(guó)增材制造全產(chǎn)業(yè)鏈未能達(dá)到有效協(xié)同發(fā)展,高校,、科研院所和企業(yè)間雖然已經(jīng)建立了部分合作機(jī)制,,但是整體上凝聚力不強(qiáng)。國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)分析師建議,,整個(gè)增材制造行業(yè)需要抱團(tuán)發(fā)展,,整合優(yōu)勢(shì)資源,共同開(kāi)拓市場(chǎng),,避免單打獨(dú)斗,,需要機(jī)制化的平臺(tái)為成員服務(wù),也需要業(yè)內(nèi)組織的引領(lǐng),。
增材制造材料需緊密配合全產(chǎn)業(yè)發(fā)展,,形成與持續(xù)發(fā)展的裝備和工藝軟件相適合的原材料體系,需向高性能、產(chǎn)品種類(lèi)多元化,、工藝成熟化和低成本化發(fā)展,, 并建立相應(yīng)的材料供應(yīng)體系,在航空航天,、生物醫(yī)用,、 交通運(yùn)輸以及工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,。其中航空航天作為國(guó)防安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域是增材制造技術(shù)和材料發(fā)展的強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力,。另外,在增材制造材料未來(lái)的推進(jìn)過(guò)程中,,還需重視材料對(duì)人類(lèi)健康,、 生態(tài)安全和社會(huì)安全的影響,開(kāi)發(fā)材料標(biāo)準(zhǔn)化及安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù),,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,。
建議我國(guó)應(yīng)結(jié)合自身資源和特色進(jìn)行謀劃,把握發(fā)展時(shí)機(jī),,推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安)