2、趨勢

  今年7月，南沙3D打印創(chuàng)新研究院成立3個月后，院長許小曙帶領(lǐng)團(tuán)隊開始著手一項“趕超”計劃—在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研究出速度更快的工業(yè)級3D打印機(jī)，激光掃描速度預(yù)計可達(dá)40m/s，從而超越3DSystems的設(shè)備。

  研究院工作人員告訴記者，目前院內(nèi)擁有的設(shè)備采用的是“SLS”技術(shù)，即激光燒結(jié)。在其設(shè)備中，激光將產(chǎn)品需要的粉末材料按每小時10毫米的厚度逐層燒結(jié)，疊加“打印”產(chǎn)品的各橫截面，最終形成成型產(chǎn)品。

  憑借這樣的特點，3D打印技術(shù)可以讓研發(fā)設(shè)計人員不必遷就現(xiàn)有工藝，大膽設(shè)計新產(chǎn)品，突破思維的“天花板”。3D打印帶來的另一個好處則是，研發(fā)設(shè)計人員不用耗費(fèi)巨資開模，從而節(jié)約了時間和成本。

  據(jù)介紹，進(jìn)氣歧管是發(fā)動機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件之一，該部件的傳統(tǒng)開發(fā)流程大約需要經(jīng)過4個月的時間，并且開模設(shè)計一旦效果不佳，前期的投入也很可能“付之東流”。長沙理工大學(xué)方程式賽車隊利用許小曙研發(fā)的工業(yè)級3D打印機(jī)，制作出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管原型部件，耗時僅需48小時。測力試驗證明，零件的力度、準(zhǔn)確度和耐久性均未出現(xiàn)任何問題，而發(fā)動機(jī)效率增加了10%。

  如今，3D打印已陸續(xù)走進(jìn)人們熟知的生產(chǎn)、生活領(lǐng)域：從手板制造到玩具工藝品、汽車、航空航天、生物醫(yī)療領(lǐng)域，甚至日常的照相館也能見到3D打印的應(yīng)用。這使其成為了支撐智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。伴隨著在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，3D打印正在呼喚著“工業(yè)4.0”時代的到來。

  值得一提的是，作為“工業(yè)4.0”時代的代表性領(lǐng)域，3D打印之關(guān)鍵也在于整合現(xiàn)有成熟的技術(shù)。“3D打印所涉及的技術(shù)，如激光技術(shù)、材料學(xué)、軟件控制，都是目前已經(jīng)發(fā)展成熟的技術(shù)。”南沙3D打印創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長趙陽表示，該研究院目前就是要整合各方面的人才，打造“科研院”和“工研院”的結(jié)合體，從而研發(fā)滿足市場需求的設(shè)備和材料。

  3、問題

  3D打印

  呼喚“工業(yè)4.0”時代到來

  工業(yè)級應(yīng)用瓶頸亟待破除

  任何事物的發(fā)展都不是一帆風(fēng)順的。當(dāng)前，3D打印也面臨著一個“尷尬”：盡管市場很熱鬧，但也潛藏著廣州企業(yè)3D打印業(yè)務(wù)不能滿足市場旺盛需求與本地有效供給不足的問題。

  以廣州為代表的珠三角地區(qū)，是國內(nèi)乃至全球的制造業(yè)重鎮(zhèn)，既是生產(chǎn)的中心，也是消費(fèi)的中心。而珠三角地區(qū)在消費(fèi)產(chǎn)品、家電行業(yè)、機(jī)械制造以及醫(yī)療器械等領(lǐng)域相對領(lǐng)先，這些領(lǐng)域也是3D打印“長袖善舞”的“地盤”。像地處廣州的華南理工大學(xué)建筑設(shè)計院和廣州藍(lán)弧文化傳播有限公司等，都曾通過美國Stratasys在廣州的分銷商購買3D打印設(shè)備和材料，分別制造建筑模型和創(chuàng)意產(chǎn)品，而廣州生產(chǎn)力中心和廣州一家模具企業(yè)也曾通過美國、日本等引進(jìn)3D打印產(chǎn)品，幫助企業(yè)制造手板。

  值得注意的是，這些企業(yè)所需要的3D打印設(shè)備、材料，要么是進(jìn)口的，要么是通過廣州的代理商購買的外國產(chǎn)品。即使在家門口，廣州本土3D打印企業(yè)也面臨著被國外企業(yè)從市場上“擠出去”的危險。

  據(jù)了解，3D打印機(jī)分為桌面級和工業(yè)級，前者主要是民用，后者則以工業(yè)應(yīng)用為主。國內(nèi)生產(chǎn)的3D打印機(jī)主要集中在桌面級，且產(chǎn)品局限于玩具、禮品、展會及3D影像等低端市場，帶有普及功能，面向民用以及少部分中小企業(yè)。制造出一臺桌面級的FDM（熔融擠出成型，3D打印領(lǐng)域的一種技術(shù)）3D打印機(jī)僅需數(shù)千元。目前低端市場占大頭，但已經(jīng)趨于飽和，利潤趨薄。不過，工業(yè)級應(yīng)用集中在高精度、高質(zhì)量類型產(chǎn)品，利潤和產(chǎn)值也集中這一部分，但是國內(nèi)能夠進(jìn)入這一領(lǐng)域的企業(yè)卻寥寥無幾。

  中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、廣州市3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)也指出：“目前我省3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)還缺乏宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展，從事3D打印技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的單位及企業(yè)較少，且規(guī)模小、研發(fā)力量不足，難以滿足產(chǎn)品制造的需求，與國外存在較大的差距。”

  從事3D打印服務(wù)的大業(yè)激光企業(yè)負(fù)責(zé)人陳玹告訴記者，3D打印領(lǐng)域的國際巨頭由于掌握著核心技術(shù)，其產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到了10億元的量級，但是國內(nèi)最大的企業(yè)年產(chǎn)值也不超過5000萬元，兩者相去甚遠(yuǎn)。而廣州也不例外，目前十?dāng)?shù)家3D打印企業(yè)，各自的年產(chǎn)值也多停留在1000萬元這個量級。

  業(yè)內(nèi)人士表示，如果這種格局不盡快扭轉(zhuǎn)，中國在“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”時代遭遇的國際分工的“不平等”待遇，還可能繼續(xù)在“工業(yè)4.0”時代上演。目前在3D打印領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)花高價進(jìn)口3D打印設(shè)備的同時，還要接受國外企業(yè)“捆綁銷售”的3D打印材料與售后服務(wù)，且價格不菲。這最終也影響到國內(nèi)企業(yè)對3D打印技術(shù)的應(yīng)用，從而成為3D打印技術(shù)推廣與升級的“絆腳石”。

  在接受南方日報記者采訪時，趙陽就談到了一個頗具代表性的例子：廣州某服務(wù)機(jī)構(gòu)耗資400多萬元從美國購買了當(dāng)時廣州市場上的第一臺3D打印機(jī)。之后機(jī)器壞了，美國企業(yè)過來維修一次報價40萬元。由于接受不了昂貴的售后服務(wù)，這臺機(jī)器后來便閑置不再使用。這可謂一個“警告”。

  因此，如何破除當(dāng)前3D打印在工業(yè)級應(yīng)用方面的瓶頸，從而掌握核心技術(shù)，是廣州乃至中國邁向“工業(yè)4.0”時代所必須面對的問題。