“想象一下3D打印机对制造业和物流业的革命。某天,你坐在家里,通过淘宝向商家订购一个玩具,但你不用等待几天后快递送到你楼下让你下楼去拿。只需轻动鼠标,商家通过网络发给你一个CAD文件,你直接在家里就能打印出来。”而这一旦应用到工业化大生产之中,当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时,为什么还会从国外空运呢?
还有“最后一公里”
虽然3D打印市场潜力巨大,以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用,将推动实现“第三次工业革命”,成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。但是目前它并没有人们所想象般的“万能”。“3D打印技术在美国正如火如荼地产业化,但目前在国内还处于初级发展阶段。”孔华威说,目前还有不少问题存在。
首先是核心技术跟不上。“目前3D打印机有很多技术上的问题都没有解决。”最为明显的是材料的局限性。“现在粉末材料能加工成零件的主要是塑料、树脂、陶瓷、金属等,比较有限,而陶瓷、金属加工所需温度非常高,目前技术并不成熟。”
最为关键的,是不同的材料还不能混在一起打。“现在只能是一次‘打印’一种材料”据孔华威介绍,现有的3D打印技术只能生产由一种材料组成的零件,再组装成成品。“至于一次性直接生产汽车、飞机的说法,目前还有一定距离”。
此外,3D打印机最核心部件是喷嘴。目前喷嘴有几种:用胶漆喷的和铺粉后再用激光融化后进行打印的(后者做金属类的东西)。此外,就是金属和非金属兼容的喷嘴。“后者一般要同时用到两个喷头,目前国内还没有这个技术,连国外也无法解决”。
技术上的屏障,使3D打印机性能还有待进一步提升。有业内人士反应称,由于3D打印机采用层层叠加工艺,层和层之间的粘结再紧密,也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美;同时,每一层的厚度再薄,也是一层一个坎,外表面仍需打磨才能满足精度要求。
而国产的性能相比海外,在高端品种上更是存在差距。“比如说国产的打印机出来的‘丝’不如国外的干净,材料的不光滑让打印出来的产品看起来不那么漂亮。”孔华威介绍。
与此同时,价格因素也成为3D打印机发展的瓶颈。目前3D打印机的价格差距悬殊,低端的家用型价格低至数千元,但高端的价格可以高至数百万元。不仅如此,打印所需原料价格也是差距甚大。“低端原料国内已经能自产,价格比较便宜,但高端的只能从国外进口,价格很昂贵,导致成品价格也非常贵。”仅以一个飞机小零件“3D打印”而言,打印这种部件的金属粉末原料,一公斤需8万元,这个零件从“3D打印”出来至少要卖2万元,其价格之高令人乍舌。
不容忽视的是,虽然3D打印能够打印出各种新奇的设计,但它却无法应用于工业化大批量生产。“如果新研发一个新产品,单件小批量生产,用3D打印肯定比传统开模具生产要快。但如果批量生产,3D打印显然不适合。”就和普通打印一样,打印几张纸用打印机很快,但如果印书,到印刷厂做成模板再印则快得多。
也正因此,“前几代3D打印只能打印纸质、塑料模型,打印时间长,打印成本高,打印过程中还会产生污染,不够环保,导致3D打印机会不断推陈出新。”但随着一些新技术的攻克,国内已经出现了不少3D打印机生产商。“目前上海已经有两三家在做,杭州等城市也陆陆续续在做这个3D打印。”孔华威介绍。
虽然3D打印机在国内慢慢地铺开市场,但在饱受追捧的背后,不少专家也开始隐隐地担忧,“核心的技术还掌握在国外手中。”3D打印机在中国发展的出路在哪里?
“目前,最好的方式是利用这一领域的开源,我们可以把国外的图纸、控制器都拿到国内,这样国内与国外就处于同一起跑线了,即便万一这行业由开源走向封闭,那么国内还可以根据之前的积累往前走。”孔华威介绍,如果真正要解决一些技术上的问题,还需要大量的时间和精力去投入,这里需要政府包括政策、资金等全方位的持续支持。如果核心技术没有突破,3D打印机在火爆之后就难以为继。在这一方面,前几年新能源产业从朝阳产业迅速沦落的经历或许可以为我们敲响警钟。
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