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3D打印进化之路:突破想象边界 绘就智造未来
本报记者 贾 丽 见习记者 刘晓一 大到火箭、飞机、汽车、国之重器,小到食物、玩具、球鞋、细胞……3D打印(也称“增材制造”)技术正在不断拓展人类的想象边界。 当前,3D打印产业扩张势头正劲。国家统计局数据显示,今年以来截至第三季度末,我国3D打印设备产量实现同比两位数增长。另据中商产业研究院发布的报告,预计到2025年,中国3D打印市场规模将超过630亿元,在过去的10年里,实现了30倍增长。同时,3D打印的应用场景也不断拓展深化,持续赋能实体经济与数字经济高质量融合,成为我国培育新质生产力的重要推动力之一。 我国制造技术如何从传统的锻造切削,发展到如今的万物皆可“打印”?近日,《证券日报》记者深入调研了多家产业链企业,以探寻3D打印技术的进化之路。 呈现三大新特征 3D打印技术是依据三维建模,通过逐层添加材料的方式制造实体零件的技术,是高端制造的重要组成部分。 我国一直高度重视3D打印行业的发展,推动产业走深向实。2015年,工业和信息化部等三部委印发的《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016年)》提出,加快增材制造技术发展,尽快形成产业规模,对于推进我国制造业转型升级具有重要意义。2024年2月1日起施行的《产业结构调整指导目录(2024年本)》明确,鼓励发展增材制造装备和专用材料。 同时,全国标准信息公共服务平台数据显示,2025年1月1日,将有4项增材制造国家标准生效。 今年以来,我国3D打印产业相关产销数据保持强势增长。国家统计局数据显示,我国3D打印设备产品产量在2024年前三季度同比增长25.4%。据海关总署统计,2024年前三季度,我国3D打印机出口总金额达63.3亿元(不含零部件),已超越去年全年总金额。 目前,我国已在连续纤维3D打印、多材料打印、纳米级打印等技术方面实现重大突破,达到世界先进水平,且专为3D打印量身定制的新材料也在加速开发和认证中。 “与模具成形等传统制造技术相比,3D打印简化了生产流程,可以实现复杂结构的一步成型,大幅节约制造时间和所需原料。”灼识企业管理咨询(上海)有限公司咨询总监陈一心向《证券日报》记者表示,当前,我国3D打印技术与国际领先技术相比已经没有代差。 随着技术不断更迭,3D打印应用“全面开花”,越来越多的创意从图纸走向现实。例如,在航空航天等高端制造领域,3D打印技术已经从“可选项”过渡到了“必选项”。 2023年,世界首枚“3D打印火箭”点火发射,其85%的材料由3D打印完成。看似难以想象,实则我国早已在践行。中研普华产业研究院数据显示,中国是全球航天航空3D打印市场主要集中地之一。航空航天3D打印技术正在向天空探索、卫星通信、无人机等细分领域拓展。 聚焦航空制造的深圳光韵达光电科技股份有限公司(以下简称“光韵达”)董事会秘书张洪宇向《证券日报》记者表示,3D打印航空零部件的设计灵活度高,对于复杂结构制造能力强,能够直接制造出传统加工方法难以实现的复杂形状或具备复杂内部结构的零部件,同时,还可以实现轻量化设计。 航天航空之外,3D打印在汽车制造、生物医疗等领域亦有很多应用场景,并通过与人工智能融合,实现“落地”生产端。 “3D打印技术已经可以实现镂空一体化打印。例如,在汽车制造行业,零部件精密的底盘,在建模中可以实现微调并批量化生产,大幅降低成本。”广州搞搞镇文化科技有限公司创始人兼首席执行官崔健南向《证券日报》记者表示。 而在再生医疗领域,小小个头的3D打印机甚至可以制造出“细胞”。深圳市西格诺生物科技有限公司相关负责人刘志远向《证券日报》记者透露,相关搭载公司技术的类器官3D打印设备已投入实验室试用,未来有望在药物筛选和器官修复等方面发挥巨大作用。 “当前,我国3D打印产业发展呈现出三大新特性,即技术突破快、应用广、融合强。”北京斯克莱特科技有限公司创始人许方雷在接受《证券日报》记者采访时表示,市场对高性能、快速原型制作的需求与日俱增,这将带来巨大的产业发展空间,吸引更多“玩家”入局。 可以说,我国3D打印产业已进入快速成长期,一场制造业的“蜕变”正在展开。 产业链融资扩产忙 随着钛合金等金属3D打印技术快速应用到消费电子等领域,国内3D打印产业头部企业也迎来了订单上升的“春天”。 今年以来,国内3D打印产业头部企业如湖南华曙高科技股份有限公司(以下简称“华曙高科”)、西安铂力特增材技术股份有限公司(以下简称“铂力特”)等公司的产品订单量激增。同时,记者也在调研中了解到,多家企业表示对2025年行业前景保持乐观。 铂力特董事会秘书崔静姝表示,当前公司订单充足,生产经营有序开展,正全力推进项目交付。预计明年产业链下游需求将持续放量。 随着上游材料和设备,以及下游应用的持续增长,多家3D打印头部企业也把扩充产能视为首要任务。其中,铂力特正在金属3D打印定制化产品生产线上大幅扩产;华曙高科增材制造设备扩产建设项目也已正式启动,一期投资约6亿元。 “公司正不断提升算法,满足行业对高精度批量生产的需求,并以自主的工业级增材制造设备为硬核,持续进行关键技术攻坚。”华曙高科董事会秘书刘一展表示。 从行业发展态势来看,3D打印技术已经迈过“0-1”的阶段,进入高速发展期,在国产化与渗透率方面仍有巨大空间。一旦在新的领域实现量产,将有望进一步打破行业天花板。 据深圳市中研普华产业研究院有限公司预测,2024年中国3D打印市场规模将达到415亿元。与此同时,我国3D打印设备正在加速“出海”。 产业链的蓬勃发展,亦吸引了众多资本的青睐。今年以来截至目前,我国3D打印领域投融资规模总额已超过15亿元,同比增长40%,多家企业市值屡创新高。其中,行业一级股权投融资热度高涨。小米科技有限责任公司、华为技术有限公司等纷纷选择进军3D打印产业。 《证券日报》记者进一步梳理3D打印板块上市公司公告发现,三成以上公司正处于扩张阶段。在融资事件中,A轮事件数量占比约40%,天使轮/种子轮融资事件占比约为32%。同时,多家企业在发展壮大后,积极加入资本化“队列”进行融资扩产,行业整体进入产融规模化阶段。 直面成长的烦恼 风光无限的背后,3D打印行业也面临着成长的烦恼。材料限制、打印速度慢、成本高、质量与强度难把控、行业标准与认证不健全等正成为行业发展的瓶颈。 许方雷表示,目前可用于3D打印的高性能材料种类相对有限,且打印速度相对较慢,打印成本较高,限制了其在大规模生产中的应用。同时,该技术在航空航天和医疗等领域的应用,尚缺乏统一的行业标准和认证体系。 此外,由于技术门槛高、资金投入大等原因,我国3D打印行业集中度长期偏低。前瞻产业研究院数据显示,我国3D打印产业规模以上企业有近200家,但其中多为中小企业,研发能力相对较弱。 中国社会科学院工业经济研究所研究员李钢坦言:“要加强统筹规划和政策牵引,打造3D打印骨干企业,并扶持中小企业,不断加强企业自主创新,构建以企业为主体的技术创新体系。同时,还应强链补链,培育产业集群。” 面对挑战,产业链正在积极“闯关”。以电子领域企业深圳嘉立创科技集团股份有限公司为例,公司正精进多种主流3D成型技术,并布局精磨等表面处理工序,以确保高质量产出。 “铂力特正通过优化打印算法、开发新型材料、提高模具的生产效率等方式,降低成本和提高效率。”崔静姝说。 值得一提的是,国内已有多地将加码发展3D打印产业。例如,今年4月份印发的《陕西省培育千亿级增材制造产业创新集群行动计划》,进一步明确了全省增材制造产业链发展的“路线图”。 对于产业未来,中国联合国采购促进会副秘书长宋嘉在接受《证券日报》记者采访时坦言:“政策、资本、应用共振,将进一步确保3D打印质量和安全,助力整个产业向规范化、专业化迈进,并在全球占据‘创新高地’,走出中国智造‘新未来’。” 来源:证券日报03-12
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3D打印走进产业园本周五,这个国际大会在新都举行
四川在线记者 张红霞 12月24日,四川在线记者从成都市新都区获悉:第七届中国(成都)国际3D打印大会将于12月27日至29日在新都区举行。 本届大会将有国家增材制造创新中心主任卢秉恒院士在内的9位院士以及超过200位国内外专家学者出席并做专题报告。 大会采用“1+6+N”的模式,即一场高规格主会搭配六大聚焦不同专业领域的论坛,涵盖金融、能源动力、航空航天、教育创新发展、生物医疗、汽车及轨道交通装备制造等领域,并设置国际学术会议、技术成果展示、创新创业大赛等多项活动。同时,会上将揭牌增材制造精准医疗创新联盟,发布增材制造产业化“成都宣言”。 据了解,本次大会着眼于四川省增材制造领域新质生产力的成果转化与落地,由中国机械工程学会、中国机械制造工艺协会指导,国家增材制造创新中心、西安交通大学、成都新都高新技术产业园等共同主办。 作为增材制造领域的专业盛会,该会已在西安成功举办六届,今年首次落地成都。大会以“增材制造驱动制造业创新,3D打印走进产业园”为主题,开创性地在产业园区举办,旨在汇聚全球顶尖的增材制造领域成果及人才,衔接融合创新链、产业链、人才链和资金链,为各界及行业专家提供一个创新共享、智慧聚合的交流平台,促进增材制造技术在制造业领域的创新与应用。同时,积极响应成都市“立园满园”行动,推动成都市产业园区高质量发展。 【来源:四川在线】03-06
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首次落地四川 第七届中国(成都)国际3D打印大会12月27日开幕
四川新闻网-首屏新闻记者 谢川霞 12月25日,记者从成都新都区委宣传部获悉,12月27日至29日,第七届中国 (成都)国际3D打印大会(简称:第七届IAME)将在位于四川成都新都高新技术产业园区的四川成都航空产业园举行。 四川成都航空产业园 本次大会将以增材制造驱动制造业创新、3D打印走进产业园为主题,汇聚9位院士及超过200位国内外专家学者,采用“1+6+N”的模式,即一场高规格主会搭配六大聚焦不同专业领域的学术交流,涵盖金融、能源动力、航空航天、教育创新发展、生物医疗、汽车及轨道交通装备制造等领域,并设置国际学术会议、技术成果展示、创新创业大赛等多项活动。 同时,会上将揭牌增材制造精准医疗创新联盟,发布增材制造产业化“成都宣言”,创新的会展赛融合新模式,将会议、园区与展览完美融合,为增材制造产业发展呈现一场高规格又兼具权威性、专业性的交流合作盛会。 届时,全球顶尖专家学者将齐聚新都,凝聚智慧创意、碰撞创新火花,响应成都市“立园满园”行动,助推新都产业园区高质量发展。 活动日程 IAME始于2017年,是由国家增材制造创新中心、西安增材制造国家研究院、全国增材制造(3D打印)产业技术创新战略联盟共同承办的3D打印行业特色活动。旨在通过共促共筑开放性、创新型、国际化的高端交流合作平台,推动和加强增材制造产业在人才培养、科学研究、市场合作、应用培育、国际交流等方面的创新合作。 作为增材制造领域的专业盛会,IAME已在西安成功举办六届,今年是首次走出西安,落地成都。 “IAMA已经举办了六届,这是第一次走进产业园区,希望为各界及行业专家提供一个创新共享、智慧聚合的交流平台,促进增材制造技术在制造业领域的创新与应用。”活动负责人说。 据了解,本届大会将有国家增材制造创新中心主任卢秉恒院士在内的9位院士以及超过200位国内外专家学者出席并作专题报告,是一场高规格又兼具权威性、专业性的交流合作盛会。 “新都作为一座集航空航天、轨道交通、网络通信等重点产业于一体的城市,新都为3D打印技术的应用与发展提供了广阔的舞台。”大会相关负责人说,尤其在航空产业中,新都展现出了许多地区不具备的优势。(成都新都区委宣传部供图)。03-06
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【行业动态】航空航天连续碳纤维3D打印技术
2024年5月27日获悉,美国伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)最近安装了Continuous Composites的CF3D Enterprise系统,这是一种先进的3D打印技术。该系统的引入旨在加速航空航天领域所需的大型轻质结构复合材料的研究和生产。这标志着Continuous Composites首次将它的连续纤维3D打印机安装在学术界之外的机构,显示了该技术在学术和工业界的广泛应用前景。 △伊利诺伊大学安装首台CF3D Enterprise系统 Continuous与UIUC的独特合作 工程学创始人Jeff Baur教授是伊利诺伊大学香槟分校航空航天工程系(AE)复合材料加工和增材制造实验室的负责人,同时也是Beckman研究所自主材料系统小组的成员。在超过25年的空军服役后,去年Baur加入了Beckman学院。 Baur教授说:“这是一项改变游戏规则的复材技术,因为它可以制造出形状复杂的结构,其机械性能接近传统的航空航天复合材料。目前,制造高性能复合材料的方法是手工铺设填充树脂的织物或纤维,然后在热压罐中长时间加热处理制作而成。现在,我们使用机器人铺设纤维,将其快速固化成型,所需的时间仅为原来的一小部分。尽管已经取得了一些成就,但仍然需要继续努力和投入大量的技术研究和工作。” CF3D Enterprise打印机是UIUC与Continuous Composites公司之间独特的产学合作项目之一。Baur教授表示,与Continuous Composites公司签订的协议将为他的实验室提供耗材、技术支持和硬件更新。作为回报,他表示:“我们将免费、公开地向它们反馈我们使用设备的经验,以便它们为未来的客户做出改进。” △AE创始人Jeff Baur教授是复合材料加工和增材制造实验室的负责人 另外,Baur举例说明了3D打印技术如何在老旧部件使用寿命结束时解决可持续性问题。由于大多数热固性复合材料的耐久性,很难将昂贵的纤维从树脂基体中回收,然后再循环或再利用。例如,风力涡轮机叶片等大型复合材料结构的使用寿命为30年,然后被埋入垃圾填埋场。 通过最近获得能源部资助的一个名为RE-MAT的中心(由UIUC通过Beckman研究所领导),研究人员正在设计一种新型树脂,在适当的条件下,可以使纤维和树脂变得可回收,两者都可重复使用。因此,添加先进3D打印复合材料设备可以加快对这些新材料的评估和开发,实现热固性复合材料的循环经济。 △Continuous Composites的CF3D Enterprise系统 用于航空航天连续纤维增强复合材料部件的增材制造 除了隆重的剪彩仪式,鲍尔还协调举办了一次研讨会,将来自UIUC、Continuous Composites、空军研究实验室、Arkema、Hexcel、西门子和Comau的技术负责人汇聚一堂。 举办这次活动非常关键。Baur说:“学术界通常不会受邀参加这种活动。但在研讨会上,我们有来自政府、工业界和学术界的参与。这是一种将所有参与者聚集在一起讨论共同愿景的方式。每个人都想看到它。这是科技界的一个重要时刻。” 根据Baur的介绍,CF3D Enterprise打印机将用于多个层面的研究。他表示,这台机器可以应用于制造各种结构复合材料,包括使用新型纤维和增强材料,甚至是生物纤维。这包括制造大型结构如风洞原型或太空中部署的结构。在使用结构复合材料打印时,原型可以达到最终结构所需的性能水平。 Baur还提到,他的学生团队已经开始在CF3D系统上进行多项项目。其中,一位学生正在开发打印结构拓扑优化的新方法,另一位学生正在研究设计形状可变复合材料,还有一位学生在研究3D打印树脂的特性,以实现可回收的热固性复合材料。他强调,未来的研究方向将包括探索新材料、复合材料的新配方、新设计以及新应用,例如自适应结构和嵌入式设备的多功能性。 来源:南极熊3D打印 免责声明:中国复合材料学会微信公众号发布的文章,仅用于复合材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑议,请第一时间联系我们。我们将及时进行处理。 继续滑动看下一个轻触阅读原文 中国复合材料学会向上滑动看下一个 原标题:《【行业动态】航空航天连续碳纤维3D打印技术》03-06
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