3D打印技術(shù)日趨成熟 “智造”航天航空設(shè)備優(yōu)勢顯著
2019-01-17
行業(yè)新聞
在政策的推動下，近兩年年我國3D打印行業(yè)的融資活躍度達到頂峰。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，自2014年以來，我國3D打印行業(yè)融資事件共計76次，涉及項目66個。其中，2017年融資事件24件，為近5年來最多；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、資本巨頭爭相涌入等多種利好因素的共同作用下，我國3D打印前沿技術(shù)日趨成熟、市場規(guī)模迅速擴大、產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭總體良好。換言之，我國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)計數(shù)據(jù)顯示，從2015-2017年，我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)了翻倍增長，年均增速超過30%。2017年，我國進軍3D打印領(lǐng)域的企業(yè)就超過了2000家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)突破14億美元，增速約為25%，仍高于全球4個百分點。2018年上半年，我國3D打印產(chǎn)業(yè)維持著超過25%的增長速度。
在產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張之際，3D打印技術(shù)日趨成熟，其應(yīng)用場景也日益多元。在汽車、家居、醫(yī)療、建筑等諸多應(yīng)用場景中，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)域的商用價值也已經(jīng)得到了許多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可。
實際上，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)勢是分不開的。具體來講，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，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、成本高，而3D打印可以實現(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)件的比例越來越高，若采用傳統(tǒng)的“鍛造+機加工”方式，則所需工序繁多、工藝復(fù)雜，甚至根本無法直接加工，而3D打印在復(fù)雜部件加工方面具有明顯優(yōu)勢。
再次，3D打印可以有效提升材料的使用率。采用傳統(tǒng)工藝加工飛機零部件時，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。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零件為例，當(dāng)某一葉片受損，則整個渦輪葉盤將報廢，直接經(jīng)濟損失高達數(shù)十萬甚至上百萬元，而借助3D打印技術(shù)來修復(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)用重要集中于飛機內(nèi)飾及組件的設(shè)計和制造方面，國內(nèi)外企業(yè)和研究機構(gòu)利用3D打印不僅打印出了飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人飛船的零部件，還打印出了發(fā)動機、無人機、微衛(wèi)星整機等，這無疑是一大進步。與此同時，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，隨著材料技術(shù)、計算機以及激光技術(shù)等的不斷進步，航天航空設(shè)備的制造成本將會進一步降低，借助3D打印制造的飛機零部件等產(chǎn)品的質(zhì)量也將得到提升，相信在業(yè)界人士的共同推動下，3D打印技術(shù)一定會在制造領(lǐng)域綻放出熠熠光輝。
如今，在政策扶持力度不斷加大、資本巨頭爭相涌入等多種利好因素的共同作用下，我國3D打印前沿技術(shù)日趨成熟、市場規(guī)模迅速擴大、產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭總體良好。換言之，我國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)計數(shù)據(jù)顯示，從2015-2017年，我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)了翻倍增長，年均增速超過30%。2017年，我國進軍3D打印領(lǐng)域的企業(yè)就超過了2000家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)突破14億美元，增速約為25%，仍高于全球4個百分點。2018年上半年，我國3D打印產(chǎn)業(yè)維持著超過25%的增長速度。
在產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張之際，3D打印技術(shù)日趨成熟，其應(yīng)用場景也日益多元。在汽車、家居、醫(yī)療、建筑等諸多應(yīng)用場景中，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)域的商用價值也已經(jīng)得到了許多業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可。
實際上，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)勢是分不開的。具體來講，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，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、成本高，而3D打印可以實現(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)件的比例越來越高，若采用傳統(tǒng)的“鍛造+機加工”方式，則所需工序繁多、工藝復(fù)雜，甚至根本無法直接加工，而3D打印在復(fù)雜部件加工方面具有明顯優(yōu)勢。
再次，3D打印可以有效提升材料的使用率。采用傳統(tǒng)工藝加工飛機零部件時，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。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零件為例，當(dāng)某一葉片受損，則整個渦輪葉盤將報廢，直接經(jīng)濟損失高達數(shù)十萬甚至上百萬元，而借助3D打印技術(shù)來修復(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)用重要集中于飛機內(nèi)飾及組件的設(shè)計和制造方面，國內(nèi)外企業(yè)和研究機構(gòu)利用3D打印不僅打印出了飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、載人飛船的零部件，還打印出了發(fā)動機、無人機、微衛(wèi)星整機等，這無疑是一大進步。與此同時，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，隨著材料技術(shù)、計算機以及激光技術(shù)等的不斷進步，航天航空設(shè)備的制造成本將會進一步降低，借助3D打印制造的飛機零部件等產(chǎn)品的質(zhì)量也將得到提升，相信在業(yè)界人士的共同推動下，3D打印技術(shù)一定會在制造領(lǐng)域綻放出熠熠光輝。
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