• --热烈祝贺我会联办的科普活动被中国科协评为--优秀科普活动

          12月21日,中国科学技术协会办公厅印发《关于对2020年全国科普日有关组织单位和活动予以表扬的通知》(科协办函普字【2020】158号), 、南京工程学会和江苏省学会服务中心联办的“2020年全国科普日暨第一届‘天印筑梦·科普智行’”活动,被评为优秀科普活动。

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    我国3D打印技术发展差距浅析

    时间:2020/3/17 14:51:43    浏览次数:2912    字体:   

    目前我国从政府、科研、企业层面都对3D打印应用于航空航天领域给予高度重视,也取得了部分成就。但与国外发达国家相比,目前国内行业发展主要存在以下几方面的问题:

     

    1. 技术差距

     

    技术上的差距如复杂薄壁精密零件结构-性能一体化制造技术,航空航天发动机叶片、涡轮等复杂精密零件的成形技术等,一定程度上制约了航空航天装备技术水平的提高。

     

    目前国内的3D打印企业普遍缺乏核心技术、生产效率低、材料种类缺失,因此很难实现产业化。我国3D打印在军工应用的领域发展最为先进,如部分复杂合金零部件成形等,但产业化进程缓慢。

     

    2. 材料差距

     

    材料上的差距主要体现在国内材料种类不全、质量良莠不齐。3D打印金属粉末质量与国外存在一定差距,高分子材料(PEEKPAEK等)和陶瓷材料种类缺失、体系不全。目前国内多数的厂家可以生产几十微米到几百微米的金属颗粒,但这种颗粒国内生产的品质与国外仍有较大差距。

     

    在“中国制造2025”战略规划中,前沿材料中就包含3D打印材料,研究方向主要集中在金属球形粉末成形与制备技术;突破高转速旋转电极制粉、气雾化制粉装备;开发空心粉率低、颗粒形状规则、粒度均匀、杂质含量低的高品质钛合金、高温合金、铝合金等金属粉末;研究氧化铝、氧化锆、碳化硅等陶瓷粉末、片材制备方法;建立生物3D打印体系;开发“3D打印友好型”生物墨水。

     

    3. 设备差距

     

    目前国外的3D打印设备无论是桌面级还是工业级的价格相对都比较高;国内的一些设备虽然价格较低但质量难以保证。同时设备的精度以及生产效率等方面还需要进一步的优化,这也是阻碍产业化的主要问题。

     

    我国虽已有一些企业能自主制造3D打印设备,但企业规模普遍较小,研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等环节,存在较大缺陷,难以完全满足产品制造的需求。

     

    而占据3D打印产业主导地位的美国3DsystemsStratasys等公司,每年都投入千万级美元研发新技术,研发投入占销售收入的10%左右。两家公司不仅研发设备、材料和软件,还通过签约开发、直接购买等方式获得大量来自企业外部的相关细分技术、专利,掌握大量关键核心技术。

     

    此外,3D打印的核心是数字化驱动。目前,我国3D打印的数字化程度还不高,软件高度依赖国外。未来发展中,应重视3D打印流程中相关的软件设计、数控能力等软实力。

     

    4. 宏观差距

     

    3D打印产业上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术,中游是立足于信息技术的数字化平台的3D打印解决方案,下游涉及国防科工、航空航天等行业,其发展将深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。

     

    由于3D打印行业技术门槛较高,上中下游所用核心技术涉及材料学、计算机学、机械设计等多学科多领域,属于技术综合性较强的领域,需要我国科研、企业等多方协力配合提升我国3D打印综合实力。同时,在我国制造业转型升级中,3D打印逐步代替了很多传统工艺,发挥的作用逐步增大,其造成的差距也会在下游终端应用产品的性能和价格方面被放大。 

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