近日,在德國海德堡,歐洲最大一棟3D打印建筑正式交付給業主。建筑長約55米,寬約11米,高約9米,占地面積約600平方米。值得一提的是,這棟建筑總計使用了約450噸可回收混凝土,與傳統混凝土建筑相比,可減少55%的二氧化碳排放量。
3D打印(3DP)即快速成型技術的一種,又稱增材制造,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設計的平面物品,而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印機的打印材料是墨水和紙張,而3D打印機內裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是實實在在的原材料,打印機與電腦連接后,通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來,最終把計算機上的藍圖變成實物。
從3D打印行業產業鏈來看,上游行業主要包括原材料、核心硬件以及輔助工具等等;中游主要包括設備制造廠商和3D打印服務解決商;下游行業主要應用于機械制造、航空航天、汽車、醫療、教育、軍事、文化等等,特殊應用主要包括生物、食品、建筑、人像打印等等。
通俗地說,3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備,比如打印一個機器人、打印玩具車,打印各種模型,甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理,因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術稱為3D立體打印技術。3D打印存在著許多不同的技術。它們的不同之處在于以可用的材料的方式,并以不同層構建創建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
3D打印技術是無法應用于大量生產,所以有些專家鼓吹3D打印是第三次工業革命,這個說法只是個噱頭。富士康為蘋果代工生產iPhone已經多年。郭臺銘以3D打印制造的手機為例,說明3D打印的產品只能看不能用,因為這些產品上不能加上電子元器件,無法為電子產品量產。3D打印即使不生產電子產品,但受材料的限制,可以生產的其他產品也很少,“即使生產出來的產品,也無法量產,而且一摔就碎。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年3D打印產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示:
在全球3d打印行業規模區域結構占比中排名第二,所占比重為17%。為了更好的促進3D打印產業的發展,我國發布了一系列措施,在2021年《關于促進農產品加工環節減損增效的指導意見》中,提出運用智能制造、生物合成、3D打印等新技術,集成組裝一批科技含量高、應用范圍廣、節糧節水節能的農產品加工工藝及配套裝備,降低農產品加工物耗能耗。在2019年發布的《2019年農業農村科教環能工作要點》中,提出加快大數據、云計算、3D打印等農業智能技術研發,形成新興領域自主創新優勢。
就目前而言,我國3D打印行業應用領域主要包括工程機械、航空航天、汽車、消費&電子、醫療&牙科、學術機構、政府&軍隊、建筑、其他。在工程機械方面。其市場規模得到進一步拓展,據統計,我國3D打印行業市場規模上升趨勢明顯,在2017年市場規模只有98億元,到了2021年3D打印市場規模達到了265億元,增加了167億元。
從企業競爭層次分布來看,鉑力特、先臨三維位于第二梯隊,營業收入超過5億,在2022年前三季度,鉑力特的總營業收入為5.2億元;先臨三維主營業務收入達到5.48億元。其中,鉑力特是一家專注于工業級金屬增材制造的高新技術企業,其主營業收入主要是3D行業方面產品,對其的研發投入也呈現增長趨勢,到2021年,公司的研發投入達到1.14億元,占總營業收入的比重為20.69%。
據統計,我國3D打印行業市場規模上升趨勢明顯,在2017年市場規模只有98億元,到了2021年3D打印市場規模達到了265億元,增加了167億元,從2021年細分領域營收情況來看,3D打印設備的營收占比超過50%,位居首位,可見,其設備是3D打印行業的主要部分,其次,3D打印服務營收占比為21%,材料占比為16%。隨著3D打印技術的不斷發展,對各種不同類型材料的需求也在不斷增加。從細分市場來看,2022年3D打印材料價值量最大的為高分子粉末,產值達12.36億美元,占總材料價值的37.90%,且近年來占比持續上升。2022年金屬材料產值為5.93億美元,占總材料價值的18.18%,近年來占比逐年緩慢上升。
隨著3D打印技術的不斷發展和改進,新的材料、工藝和設備將不斷涌現,進一步提高打印精度、速度和可靠性。這將為3D打印在更多領域的應用提供可能,例如生物醫療、航空航天、汽車制造等。隨著消費者對個性化、定制化產品的需求增加,3D打印技術的靈活性和可定制性將得到更多發揮。通過3D打印技術,企業可以快速、準確地生產出符合消費者需求的定制化產品,提高市場競爭力。
隨著3D打印行業的快速發展,相關的法規和標準將逐步完善。這將有助于規范行業秩序,推動行業健康發展。總之,3D打印行業的發展前景非常廣闊,未來將在更多領域得到應用和發展。同時,隨著技術的不斷進步和產業鏈的完善,3D打印技術的應用范圍和深度將進一步拓展。
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