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《區(qū)域3d打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策探究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、區(qū)域3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策探究 [摘要]3D打印是制造業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)快速成型技術(shù),目前正吸引社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注。從梳理3D打印的技術(shù)概況和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)入手,在分析了國(guó)內(nèi)外3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以產(chǎn)業(yè)調(diào)查資料為依據(jù)對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景作出預(yù)見性分析,并從天津?yàn)I海新區(qū)的實(shí)際情況出發(fā)對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出具體建議。關(guān)鍵詞?演天津?yàn)I海新區(qū);3D打?。徽呓ㄗh中圖分類號(hào)?演F407?眼文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?演A?眼文章編號(hào)?演1673-0461(2013)12-0068-05一、引言2012年4月,英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志刊載
2、封面文章《第三次工業(yè)革命》,將3D打印作為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志。同一時(shí)期,美國(guó)《時(shí)代》周刊將3D打印列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”。這一系列標(biāo)志性事件,將3D打印技術(shù)推上前臺(tái),引發(fā)了世人的廣泛關(guān)注。二、3D打印技術(shù)概況及產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)(一)3D打印技術(shù)概況133D打印技術(shù)是指通過(guò)連續(xù)的物理層疊加,逐層增加材料來(lái)生成三維實(shí)體的技術(shù),綜合了數(shù)字建模技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)與化學(xué)等諸多方面的前沿技術(shù)知識(shí),具有很高的科技含量。與切削等材料“去除法”不同,3D打印技術(shù)的主要流程是應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出立體的加工樣式,運(yùn)
3、用特定的成型設(shè)備,將粉末、液體、片狀等離散材料逐層堆積,“打印”出產(chǎn)品(如圖1所示),因此又稱為添加制造(AM,AdditiveManufacturing)。3D打印技術(shù)常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域用于制造模型,現(xiàn)在正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,已經(jīng)有使用該技術(shù)打印而成的零部件。在汽車,航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。(二)3D打印產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)雖然3D打印技術(shù)出現(xiàn)已有十幾年的歷史,但3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段的初期,業(yè)態(tài)尚不豐富,行業(yè)成熟度低,但未來(lái)的成長(zhǎng)性非常好,從
4、整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)看具有以下兩個(gè)特點(diǎn)。13產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),輻射帶動(dòng)效應(yīng)顯著。3D打印產(chǎn)業(yè)涉及材料技術(shù)、信息技術(shù)、裝備制造、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等諸多領(lǐng)域。僅耗材一項(xiàng),就包括7個(gè)大類30余種工藝設(shè)備、幾百種打印材料。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用輻射面極廣,是制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合的典型產(chǎn)業(yè),能夠催生大批新興產(chǎn)業(yè)。無(wú)論是從技術(shù)還是應(yīng)用角度來(lái)看,3D打印相關(guān)技術(shù)及設(shè)備都屬于機(jī)械工程、自動(dòng)控制、激光、計(jì)算機(jī)、新材料等多個(gè)領(lǐng)域的交叉融合。從產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看,3D打印技術(shù)領(lǐng)域與上下游相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域關(guān)聯(lián)十分緊密,帶動(dòng)作用很強(qiáng)。科技含量高,帶動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化變革。3D打印技術(shù)的應(yīng)用大大
5、縮短了新產(chǎn)品研制周期,能夠迅速提升復(fù)雜零件的制造能力,使復(fù)雜模型的簡(jiǎn)單直接制造成為可能。3D打印技術(shù)顯著提高了新產(chǎn)品投產(chǎn)的成功率,大大降低了新產(chǎn)品的研發(fā)成本。目前,一個(gè)預(yù)測(cè)觀點(diǎn)在產(chǎn)業(yè)界廣為流傳,觀點(diǎn)認(rèn)為:未來(lái)的制造業(yè),人力、資金、設(shè)備等生產(chǎn)要素大規(guī)模集中化的工廠式生產(chǎn)方式將被摒棄,替代的將是更加靈活、所需要投入更少的3D打印生產(chǎn)方式。英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志將這種趨勢(shì)稱之為“社會(huì)化制造”,認(rèn)為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。三、3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(一)國(guó)外3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前,全球正
6、興起新一輪數(shù)字化制造浪潮。發(fā)達(dá)國(guó)家為解決其制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降的難題,倡導(dǎo)“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略,提出智能機(jī)器人、人工智能、3D13打印技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù),希望通過(guò)這三項(xiàng)數(shù)字化制造技術(shù)的突破,鞏固和提升其制造業(yè)主導(dǎo)權(quán)。3D打印技術(shù)隨著工藝、材料與裝備的逐漸成熟,引起了世界范圍的廣泛重視。美國(guó)是全球3D打印技術(shù)和應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者。2012年3月,美國(guó)在“全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃中對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)作出重點(diǎn)部署。據(jù)美國(guó)權(quán)威3D打印行業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)Wohlers提供的數(shù)據(jù),截至2011年底,全球3D打印機(jī)累計(jì)裝機(jī)臺(tái)數(shù)超過(guò)5萬(wàn)
7、臺(tái),其中美國(guó)累計(jì)裝機(jī)臺(tái)數(shù)約占全球總量的50%,美國(guó)制造商所占全球市場(chǎng)份額超過(guò)70%。美國(guó)3D打印服務(wù)提供商Shapeways表示,他們已經(jīng)“打印”了75萬(wàn)種產(chǎn)品,材料已經(jīng)涵蓋塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃等。除美國(guó)外,其他國(guó)家也在不斷加強(qiáng)3D打印技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。澳大利亞在2013年制定了金屬3D打印技術(shù)路線;南非正在扶持基于激光的大型3D打印機(jī)器的開發(fā);日本著力推動(dòng)3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用。表1為2011年各國(guó)和地區(qū)3D打印技術(shù)應(yīng)用的市場(chǎng)份額。(二)我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀13我國(guó)3D打印技術(shù)研究起步較早,20世紀(jì)90年
8、代初就開始對(duì)快速成形技術(shù)及設(shè)備進(jìn)行研發(fā),初具產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。已有西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等多家研究單位自主開發(fā)了成形設(shè)備并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。其中,部分便攜式桌面3D打印機(jī)已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)入了歐美市場(chǎng)。我國(guó)是繼美國(guó)、日本、德國(guó)之后第四個(gè)擁有3D打印設(shè)備的國(guó)家。但總體看來(lái),國(guó)內(nèi)缺乏能夠制造工