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增材制造服务产业迎来发展新契机

2020-02-21e-works

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以增材制造技术为代表的新一轮科技革命,正受到全球制造行业的广泛关注,世界各国纷纷把增材制造作为未来产业发展的新增长点,我国也从资金、政策等角度对增材制造产业的发展予以大力支持,尤其在发布《增材制造行业发展行动计划》后,我国增材制造服务产业及技术迎来了发展新契机。
       在全球经济一体化进程中,技术的发展、消费文化的变迁以及市场结构的变化,正加速改变着全球制造业的竞争格局。以增材制造技术为代表的新一轮科技革命,正受到全球制造行业的广泛关注,世界各国纷纷把增材制造作为未来产业发展的新增长点,我国也从资金、政策等角度对增材制造产业的发展予以大力支持,尤其在发布《增材制造行业发展行动计划》后,我国增材制造服务产业及技术迎来了发展新契机。
 
       从全球市场来看,增材制造服务商主要分为三类:一类是以美国3D Systems公司和Stratasys公司为代表的综合性增材制造服务商,他们从设备制造商起家,通过研发与并购不断向上下游拓展延伸业务,将材料、软件、服务等技能逐步收入囊中,逐步演变为可以提供综合增材制造解决方案的服务商;第二类是增材制造工作流程解决方案与打印平台的服务提供商,例如Materialise、Shapeways等,都属于不生产增材制造设备,只面对应用用户提供整体解决方案,其中成立于1990年的Materialise拥有业界最大的软件开发团队与全球顶级的增材制造工厂,其经过认证的生产和质量流程能满足为要求最高的行业服务的标准,全球多家知名汽车公司、航空制造公司以及电子消费品公司都是他的客户;第三类是各行业巨头直接进军增材制造领域,扮演增材制造服务商的角色,例如,美国工业巨头通用电气旗下的GE Additive具备了增材制造全产业链的支持服务,从金属增材制造设备到三维建模软件和服务系统等,GE Additive都可以为客户提供相应服务和整体解决方案。

Materialise的增材制造工厂

Materialise的增材制造工厂
 
       从我国市场来看,增材制造服务产业规模已经初步形成,涌现出一批具备一定竞争力的骨干企业,典型代表包括太尔时代、先临三维、铂力特、鑫精合、华曙高科、飞而康、闪铸科技、悦瑞三维、汉邦科技、安德瑞源、易加三维、科恒、未来工厂、云铸三维、联泰科技、敬业增材、光韵达医疗、德科精密科技、黑格科技、永年激光、雷佳、捷诺飞、共享集团等,他们为增材制造服务产业的发展提供了有力的支撑。尤其在2019年,专注于工业级金属增材制造的铂力特成功在科创板挂牌上市,意味着我国的增材制造成长空间逐步打开,对整个增材制造产业的发展带来了积极的推动作用。

我国部分增材制造服务厂商

我国部分增材制造服务厂商
 
       同时,我国还形成了若干产业集聚区。例如,粤港澳大湾区积极布局增材制造,依托珠江三角洲的发展优势,辐射至广西桂林等省市。长三角地区的增材制造产业布局则相对完善,除了有利的经济优势以外,上海、浙江、江苏等地的科技创新也为这个地区的增材制造发展带来技术支持。环渤海地区以北京为中心,天津、河北、辽宁等省市协同发展,山东、陕西等地也有增材制造产业园的在建项目。
 
       此外,混合制造正成为增材制造设备研制与生产的新方向,其优点在于通过将增材制造和传统制造技术相结合,既满足了传统制造技术的精度,又具有增材制造技术的灵活性,使得以前无法想象的制造产品成为可能,而且在两个过程之间自由切换也使得制造工作变得更加轻松,效率更高。而且,混合制造还可以根据需要生产零件,从而消除了昂贵的、占用库存的需求。
 
       具体从应用层面来讲,我国增材制造服务产业主要集中航空航天、汽车、医疗等领域。其中,在航空航天领域,增材制造的技术相对比较成熟,应用非常广泛,在2019年取得的应用成就主要有:航天一院211厂完成首批长征五号系列运载火箭芯级捆绑支座的批生产;航天科技八院149厂增材制造技术通过审查;国际首个增材制造全点阵整星结构成功入轨;航天科技四院增材制造喷管热试车成功;航天科技六院11所首个高温合金增材制造氧泵离心轮通过考核;深蓝航天增材制造发动机推力室长程试车成功;航天529厂助力我国实现多材料、多结构、多工艺、多型号增材制造产品在轨应用。此外,增材制造在中国国产J-15战机、FC-31战机、长征火箭等航空军事领域和中国自主研发的国产大型客机C919上广泛应用。
 
       在汽车领域,增材制造已经成为汽车工业未来发展的动力,应用潜力巨大。尽管到目前为止,受限于打印设备及技术,增材制造大多应用于汽车零部件的制造,但由于增材制造能满足汽车制造商更短开发周期、零件整合、轻量化、个性化定制等需求,因此越来越多的汽车制造商,甚至不乏初创企业开始研究并应用这一技术。2019年,贵州本土汽车初创企业翰凯斯,通过结合增材制造和生成设计技术致力于提供基于无人驾驶的移动应用车辆平台,其产品已入选Autodesk硅谷技术中心,成为重新定义汽车设计及制造范式的开拓者。
 
       在医疗领域,随着增材制造技术的发展,以及精准化、个性化医疗需求的增长,增材制造在医疗行业的应用广度和深度上都得到了显著发展。在应用广度方面,从最初的医疗模型快速制造,逐渐发展到直接制造助听器外壳、植入物、复杂手术器械等医疗器械产品。在深度方面,已从制造没有生命的医疗器械产品向制造具有生物活性的人工组织、器官的方向发展。2019年6月,国家药监局、国家卫生健康委发布了《定制式医疗器械监督管理规定的公告》,使得增材制造医疗器械终于有规可循。目前,北京阿迈特医疗器械的增材制造产品——全降解冠脉血管支架进入临床试验,北京爱康医疗已经拿到金属增材制造植入物的批文,嘉思特医疗自主研发的钛合金增材制造植入物“骨小梁髋关节假体”产品在2019年也获国家药监局批准上市。
 
       未来已来,将至已至。全球增材制造服务产业发展正处于快速商业化阶段,目前市场以欧美企业为主导,中国企业紧随其后。随着增材制造服务产业与信息技术、新材料技术、新设计理念的加速融合,制造业的方方面面有望被重塑。展望2020年,增材制造服务产业的发展仍然值得期待,在经历了市场的浮躁和沉寂,整个增材制造服务产业正在朝着积极的方向发展。
责任编辑:程玥
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