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智能制造之增材制造设备行业定义和行业分类
工业界定:俗称3D打印,融合计算机辅助设计、材料加工及成型技术,基于数字模型文件,通过软件和NC系统,按挤压、烧结、熔化、光固化、喷射等方式,采用特殊金属材料、非金属材料及医用生物材料,逐层堆砌成实体物品的制造技术。
市场与格局:行业进入成长期,行业生态圈日趋成熟。
2012-2017年,我国增材制造(3D打印)市场规模快速增长,国际市场份额从7%上升至21%。2017年,我国增材制造(3D打印)产业规模达到120亿元,2019年达到157.5亿元,同比增长31.1%,并将继续保持良好的发展势头。
适用范围:我国3D打印市场应用不断深化,已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、核工业、模具等行业。航空业、工业业、汽车业3个行业所占比重继续扩大,达到50%以上的总体市场份额。
经过几年的发展,我国3D产业已从起步阶段进入成长期,形成了较为完整的产业链。随着大学科研机构对3D技术研究的不断深入,专利申请逐年增多;上游原料中推出复合石膏粉、环氧树脂、蜡制材料等;中游打印设备和服务均涉足企业;下游航空航天、汽车、医疗等诸多领域不断拓展。
发展趋势:材料多样化、技术复合化、生产方式柔性化是未来的发展方向。
1、以“万事印刷”为导向,材料多样化发展
塑料材料开启了增材制造的热潮。主要应用于航空航天、汽车工业、家用电器、医疗器械等多个领域;是3Dsystem、Stratasys等国际上生产大规格增材制造材料的厂家的主营方向。
突破金属陶瓷材料的技术创新。主要面向航空航天、汽车制造、医疗器械等领域,以钛合金、铝合金为主导,是未来的发展重点;陶瓷硬度高、成本低、脆性小,还在继续性能化研究与开发中,主要面向航空航天、牙科医学等领域。
在未来,生物材料将会广泛应用。未来3D打印将以生物材料为重点,目前仍处于研发初期,Zimmer、Stryha、smitha、smitha、snsonnson等3D打印产品相继推出,并已正式进入医疗市场。
2、从整体角度来看,打印是技术综合发展的方向。
采用工艺复合实现整体打印是今后的发展方向。现在的增材制造产业基本上是以单材料单零件的生产为主,多种材料和各种技术的融合为一体的,目前还处于开发试验阶段。在零件生产后,由于设计模型的复杂性,对装配有很大的阻碍作用,如果能实现整体打印,为今后的生产制造带来重大突破。既能节省时间和成本,又能省去焊接等工序,实现结构一体化,从而实现更牢固的焊接。
3、以市场需求为导向,灵活开发生产模式。
以市场需求为导向的生产变革。近几年来,智能制造、互联网技术、人工智能等一系列高科技的出现,使得很多不可能实现的技术成为可能,这些技术的发展,为个性化定制提供了技术基础,撕掉了“昂贵”的标签。