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入選國家863計劃 中國3D打印不平凡的產(chǎn)業(yè)化之路

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-20     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):110
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美國3D打印設備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創(chuàng)始人,查爾斯.胡爾(Charles W. Hull)比顏永年小1歲,他至今仍管理著公司,擔任執(zhí)行副主席一職,還是公司的首席技術(shù)官。

1982年,在一家紫外線設備生產(chǎn)企業(yè)任職的胡爾,嘗試把光學技術(shù)應用于快速成型領域。他將一種液態(tài)光敏樹脂倒入大容器中,在容器里放置一個升降平臺,容器上方的紫外激光器根據(jù)計算機指令照射液面,所到之處,材料會發(fā)生光聚合反應,迅速從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),當一層打印完成后,未被照射的地方仍保持液態(tài),此時在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺會下降一層,激光器開始打印第二層。這個過程不斷重復,直到整個物件制造完畢。這項立體光刻(SLA)技術(shù)就是最早的3D打印。

胡爾于1986年申請了專*,并成立3D Systems公司!30年前發(fā)明這項技術(shù)時,我們覺得這對制造業(yè)來說是一個機會。”胡爾的合伙人、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對《財經(jīng)》記者說,“現(xiàn)在,客戶比我們還要積極,推動我們進行適用性研究。五年前,大部分客戶購買設備用于設計;從兩年前開始,有一半的客戶用在了直接制造上。”

3D打印不需要模具,可以直接進行樣品原型制造,因而大大縮短了從圖紙到實物的時間。任何形狀復雜的零件,都可以被分解為一系列二維制造的疊加。

這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術(shù)類型,除了SLA,常見的有熔融沉積造型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、三維打印(3DP)等,其基本工作原理都是逐層增加材料,最終形成物件,因此,這些技術(shù)都被通俗地稱作3D打印。

許多種“耗材”都可使用3D打印:沙子、人造橡膠、塑料、金屬,甚至生物材料;3D打印的應用范圍已經(jīng)滲入生物醫(yī)療、航空、汽車、工業(yè)設計等多個行業(yè),且仍在不斷拓寬。“就連美國海軍都購買了90臺機器用于航空領域的研發(fā)!崩浊刑乩照f。

全世界的實驗室里,正在實踐一些更具雄心的想法:澳大利亞的研究人員加快了制造金屬零件的速度,試制出打印汽車金屬零部件的設備;意大利的一個研究團隊正開發(fā)用于特種建筑的3D打印機,計劃使用月球塵埃為材料,在月球上快速建造人類基地。

除了省去制造模具的成本以外,相比傳統(tǒng)制造工藝,3D打印對材料的利用率也驚人。美國F-22猛禽戰(zhàn)斗機大量使用鈦合金結(jié)構(gòu)件,如使用傳統(tǒng)的整體鍛造方法,最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%,使用3D打印利用率接近100%。

3D打印技術(shù)通過對金屬材料的燒結(jié)或熔化,直接生成出金屬零部件的發(fā)展趨勢,讓傳統(tǒng)制造業(yè)感受到巨大壓力!叭绻诮饘俨牧仙系玫綇V泛應用,3D打印就可能引領新一輪工業(yè)革命!比A中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說。

3D打印入選863計劃 國家撥付4000萬研究資金

科技部近日公布《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)、國家科技支撐計劃制造領域2014年度備選項目征集指南》,備受關(guān)注的3D打印產(chǎn)業(yè)首次入選。分析人士表示,這體現(xiàn)出國家層面的重視程度,國內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期。

撥付4000萬研究資金

《指南》中提到,要突破3D打印制造技術(shù)中的核心關(guān)鍵技術(shù),研制重點裝備產(chǎn)品,并在相關(guān)領域開展驗證,初步具備開展全面推廣應用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。設航空航天大型零件激光熔化成型裝備研制及應用、面向復雜零部件模具制造的大型激光燒結(jié)成型裝備研制及應用、面向材料結(jié)構(gòu)一體化復雜零部件高溫高壓擴散連接設備研制與應用、基于3D打印制造技術(shù)的家電行業(yè)個性化定制關(guān)鍵技術(shù)研究及應用示范4個研究方向,共撥付不超過4000萬研究資金。

產(chǎn)業(yè)將迎快速發(fā)展期

大同證券投資顧問付永翀表示,3D打印技術(shù)入選863計劃,特別是國家撥款經(jīng)費支持產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展,體現(xiàn)了國家對3D打印的重視程度。3D打印是一場制造技術(shù)的革命,是中國制造業(yè)升級的重要一環(huán)。3D打印技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展,在全球范圍內(nèi)已形成一個規(guī)模16.8億美元的新興產(chǎn)業(yè),并以年均20%-30%的速度高速成長。

金融界資深分析師馬小東認為,3D打印技術(shù)具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等巨大優(yōu)勢,其大舉推廣有助于提升我國產(chǎn)品的科技含量。我國是制造業(yè)大國,但是產(chǎn)品的科技含量、產(chǎn)業(yè)附加值比較低,國際出口市場的競爭力較低,產(chǎn)業(yè)升級勢在必行。從中長期看,3D產(chǎn)業(yè)具有巨大的市場發(fā)展空間,隨著國家的扶持,國內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展。

3D打印國產(chǎn)化之路

顏永年的遺憾是,1988年錯過了芝加哥的一次工業(yè)展覽會,沒能親睹胡爾推出的世界第一臺的商用3D打印設備SLA250。同事帶回來一張SLA250宣傳頁,已令他唏噓不已。

與材料成型打了半輩子交道的顏永年,發(fā)現(xiàn)固有的知識被徹底顛覆,當時在美國做訪問學者的他,迫切想一睹這臺機器的真容,無奈展覽已經(jīng)結(jié)束。

回國后,顏永年對3D打印念念不忘,相信這是未來制造業(yè)的重要趨勢。他安排學生開始做分層軟件的研究——進行3D打印時,必須先用分層軟件將物件的數(shù)字三維模型進行均等切分,然后分層輸出,分層打印。與此同時,顏永年發(fā)出很多封電子郵件,終于在1991年將美國德雷克賽爾大學教授杰克?卡布雷(Jack keveri

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