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3D打印发展现状和应用前景 新材料新技术系列电话会议纪要 ——国泰君安有色 桑永亮 原理和特点 什么是3D打印？传统制造技术有两种，第一种是铸造，是等材制造，发展了几千年的历史，成为世界上各种制造的重要手段之一；第二种是减材制造，大一点的毛培去掉边角，已经发展了几百年的历史。而3D打印最早是快速原型制造，后来发展为快速成型，到一定程度现在叫增材制造，这些都是学术上的说法，为了科普我们叫3D打印。实质上3D打印是增材制造的一种方法，现在把增材这种一层一层增加的方法的制造都叫做3D打印。无论是金属非金属的变成粉末状，这个粉末状的材料是要研究，要用特制的方法；第二种叫片状材料，一张张的纸、陶瓷和塑料来做，第三种是液态，例如茶和油，第四种是丝状，例如粉丝状。不同的材料对应不同的3D打印机。 3D打印的主要运用简介和优势？3D打印这种方法比前两种方法可以达到无孔不入、无处不，运用在文化创意和医疗，特别是医疗方面前进非常大。从设计角度来说前两种是面向工艺的设计，设计出来要做出来才行。3D是面向性能，只要有创新思想设计出来就能够做出来。3D打印和零件的复杂程度没有关系，只要有数据和图形就能够做出来，3D打印特别符合复杂结构和单件小批量生产，将来大批量生产还是用传统磨具的方法来做，除非用磨具做不出来。铸件500件以下，根据我们长期的应用，现在直接打印出来拉模，500件以上传统方法就有优势。 3D打印的意义？1、为社会提供新的源动力，3D打印拓展不受传统工艺限制，专注于功能和形态创新您，设计马上可以变成产品。2、极大降低产品研发成本和研发周期，简化了工艺装备实验等流程，按下按钮就打印出来，今日完成设计明天完成成品。3、提升社会制造的工艺能力，简化制造，例如空客A380有 450多万零部件，3D打印可以将多个零部件合在一起，简化了零部件，以前是分块以后采用焊接，这样减少零部件的数量，安全性提高还减轻重量。3D打印还能制造出传统工艺制造不出来的零部件，突破几何约束，比如飞机里面的空间叶片，网状空心的，传统制造是做不出来的，网状的话也能减少很多材料和重量。3D打印还适合难加工材料，陶瓷啊、金属里面钛和镍都是难加工的材料，只要变成粉末就好加工。 国内外的情况和典型案例 国外最厉害的是美国，3D打印这种技术80年代末国际开始研究，已经做了20多年了。为什么去年开始热起来呢？1、技术慢慢成熟了，在各个行业发挥很重要的作用 2、中国作为第二大经济体，制造业排名老大，美国由于受到金融风暴影响，回归高端制造业，2011年6月宣布支持5亿美元3D打印技术以确定美国制造业的领先定位，2012年 8月美国正式宣布在俄亥俄州建设4500万美元的研究所，首批3000万美元已经到位了，2013年包括15个创新制造的 3D打印技术。美国已经有三家公司上市，最强的是3D system，从纳斯达克转到纽交所交易，发展是非常快的。system是1986年就成立，1988年就研发出来了收购了DTM，2009年并购了30家同类企业，扩充自己的新业务领域。其研发费用投资1000万美元，占销售收入的10%，1995年以来已经投入1.8亿美元。其次还非常注重专利的保护，高行业门槛，高毛利和进入难度，专利已经有接近800个。欧洲特别是德国ELS，欧洲是默默无闻在那边做，还有日本、英国法国等都把这个作为国家的战略来对待。 我们国家去年科技部、工信部组织了专家论证会，国内各地已经投入人力物力，特别强调产业化。习主席也比较肯定，多次视察。除了小批量的，不是3D打印出来了以后，等材制造和减材制造就不要了，而是改善和提升传统制造业，比如说3D打印和传统磨具制造，制造出传统方法无法制造的磨具，这种方式使得缺陷由60%降低到0。过去式铝合金制造难度非常大，可以不用铝合金，可以用塑料来做，已经在无人机上运用了这种技术。还有医疗方面，牙齿都已经可以打印，美国有150台机器在打印牙齿。未来要探究软组织打印，比如血管、肝脏怎么打印出来。还有一个就是和文化创意结合起来，3D扫描人的头像，最近我们还有在做一个人体像和殡葬结合起来，还有电影动漫动画等结合起来。但是打印鞋子、衣服的材料可能没有那么舒服，还可以打印巧克力、蛋糕等，电影娱乐玩具等都开始应用了。 目前的现状 量小但是发展快，带动了其他的企业的变化，间接的社会效应是非常大的。2012年产值增长28.6%，总共才22亿美元，相对其他行业很小，但连续3年都超过了20%，一个是材料的销售在增长，一个是服务，打个头像这样的，还有一个就是设备的，个人打印一台7000-8000块就可以买一台，以后会像计算机一样进入家庭，进入家庭教育是很大的市场。有些职业教育学院有的开设了3D打印的专业和培训。我们团队以液体材料为主，粉末材料也做。而且做了很多应用服务，包括军事国防汽车航空航天