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【中國(guó)智能制造網(wǎng) 智造快訊】近年來(lái)，隨著3D打印前沿技術(shù)不斷進(jìn)步，其已經(jīng)被被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、汽車(chē)領(lǐng)域、航天航空、消費(fèi)品制造、文物修復(fù)等諸多領(lǐng)域。在2017-2018年期間，我國(guó)有關(guān)部門(mén)密集出臺(tái)了多項(xiàng)政策，從發(fā)展目標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、財(cái)政扶持、重大項(xiàng)目立項(xiàng)等多個(gè)層次對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展予以支持。
3D打印技術(shù)日趨成熟 “智造”航天航空設(shè)備優(yōu)勢(shì)顯著
在政策的推動(dòng)下，近兩年年我國(guó)3D打印行業(yè)的融資活躍度達(dá)到。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2014年以來(lái)，我國(guó)3D打印行業(yè)融資事件共計(jì)76次，涉及項(xiàng)目66個(gè)。其中，2017年融資事件24件，為近5年來(lái)多；2018年，融資者的熱情仍舊高昂。
如今，在政策扶持力度不斷加大、資本巨頭爭(zhēng)相涌入等多種利好因素的共同作用下，我國(guó)3D打印前沿技術(shù)日趨成熟、市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭總體良好。換言之，我國(guó)3D打印從基礎(chǔ)理論研究到關(guān)鍵設(shè)備的自主研發(fā)再到應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，均取得了豐碩的成果。
據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從2015-2017年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)了翻倍增長(zhǎng)，年均增速超過(guò)30%。2017年，我國(guó)進(jìn)軍3D打印領(lǐng)域的企業(yè)就超過(guò)了2000家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)突破14億美元，增速約為25%，仍高于4個(gè)百分點(diǎn)。2018年上半年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)維持著超過(guò)25%的增長(zhǎng)速度。
在產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張之際，3D打印技術(shù)日趨成熟，其應(yīng)用場(chǎng)景也日益多元。在汽車(chē)、家居、醫(yī)療、建筑等諸多應(yīng)用場(chǎng)景中，航天航空領(lǐng)域不得不提。目前，3D打印在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用程度正逐步深化，其在航天航空領(lǐng)域的商用價(jià)值也已經(jīng)得到了許多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可。
實(shí)際上，3D打印之所以能夠應(yīng)用于航天航空領(lǐng)域，與其自身所具有的多種優(yōu)勢(shì)是分不開(kāi)的。具體來(lái)講，3D打印可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。航空航天設(shè)備往往具有“多品種、小批量”的特點(diǎn)，尤其在試制階段，許多零部件都需要單件定制，若采取傳統(tǒng)工藝，則周期長(zhǎng)、成本高，而3D打印可以實(shí)現(xiàn)低成本快速成型。
其次，3D打印制造產(chǎn)品的精度較高。出于減重與強(qiáng)度要求，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的航空航天設(shè)備或構(gòu)件的比例越來(lái)越高，若采用傳統(tǒng)的“鍛造+機(jī)加工”方式，則所需工序繁多、工藝復(fù)雜，甚至根本無(wú)法直接加工，而3D打印在復(fù)雜部件加工方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
再次，3D打印可以有效提升材料的使用率。采用傳統(tǒng)工藝加工飛機(jī)零部件時(shí)，原材料的利用率只有10%左右，其他部分都在鑄模、鍛造、切割、打磨等過(guò)程中被損耗，而3D打印可有效提升原材料的利用率。
除了以上幾點(diǎn)外，3D打印在航天航空設(shè)備修復(fù)方面也有其顯著優(yōu)勢(shì)。就目前情況而言，金屬3D打印技術(shù)在修復(fù)成型方面所表現(xiàn)出的潛力甚至是高于其制造本身。以高性能整體渦輪葉盤(pán)零件為例，當(dāng)某一葉片受損，則整個(gè)渦輪葉盤(pán)將報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)元，而借助3D打印技術(shù)來(lái)修復(fù)受損零件則可降低損失。
目前，3D打印在航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用重要集中于飛機(jī)內(nèi)飾及組件的設(shè)計(jì)和制造方面，國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)利用3D打印不僅打印出了飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人飛船的零部件，還打印出了發(fā)動(dòng)機(jī)、無(wú)人機(jī)、微衛(wèi)星整機(jī)等，這無(wú)疑是一大進(jìn)步。與此同時(shí)，3D打印在成本、周期、重量等方面取得的顯著效益，也是其他技術(shù)難以比擬的。
未來(lái)，隨著材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)以及激光技術(shù)等的不斷進(jìn)步，航天航空設(shè)備的制造成本將會(huì)進(jìn)一步降低，借助3D打印制造的飛機(jī)零部件等產(chǎn)品的質(zhì)量也將得到提升，相信在業(yè)界人士的共同推動(dòng)下，3D打印技術(shù)一定會(huì)在制造領(lǐng)域綻放出熠熠光輝。
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