3D打印战略规划有望于两会后公布
王根旺 王根旺

3D打印战略规划有望于两会后公布

继去年12月工信部高层表态将推动3D打印产业化后,记者昨日从科技部有关人士处了解到,目前3D打印相关战略规划正在研究制定中,有望于两会后公布。

本文来源:上海证券报   温婷

继去年12月工信部高层表态将推动3D打印产业化后,记者昨日从科技部有关人士处了解到,目前3D打印相关战略规划正在研究制定中,有望于两会后公布。

  随着2012年美股上市公司Stratasys股价翻番、3D Systems一度暴涨近3倍,3D打印作为一个新的产业开始正式被各方重视。美国还把3D打印赋予制造业复兴的重任。

  在我国,随着3D打印技术在桌面级机器领域的逐渐成熟和应用,2013年民用市场有望迅速崛起。有关专家预计,随着社会关注和投入程度的提高而加速发展,整个产业将迎来量的飞跃,并首先带动相关设备生产企业的发展。

  与此同时,记者从有关渠道获悉,2013世界3D打印技术产业大会将于今年5月在中国举行。

  政策扶持催化产业发展

  去年12月,工信部副部长苏波在公开场合表示,将推动“3D打印”产业化,并制定路线图和中长期发展战略,并加大财税政策引导力度。

  3D打印,又称为增量制造(additive manufacturing),就是通过打印机打出而非加工出各类日常与工业产品。

  科技部国家制造业信息化培训中心三维数字化技术认证培训管理办公室主任鲁君尚告诉记者,实际上3D打印技术发展已经有超过20年了,从上世纪90年代初开始,国内与国际几乎同时起步。2012年,这项技术得到国内外的广泛关注,更多是源于英国《经济学人》杂志的一篇文章,其将3D打印技术作为“第三次工业革命”的重大标志之一。

  据介绍,在国内,相关技术是在863专项等国家政策大力支持下发展起来的。如今,3D打印从战略性技术变为产业其中也少不了政策扶持。

  据透露,不少业内人士在有关部门之间大力呼吁重视3D打印相关技术,而该产业的发展也曾得到国家高层的批示。

  记者了解到,如今3D打印主要应用于两大领域,一是工程类制造,二是民用发展。在工程类制造方面,一方面是应用于国防军工、航空航天等高端制造的重要零部件生产,这些部件生产要求高,传统工艺往往无法达到或者成本过高。另一方面是用于工程制造的小批量或者单件产品生产,相对于批量生产拥有巨大的成本优势,材质以金属为主。

  近年来,3D打印技术持续发展,而且成本大幅降低,已有走出小众空间向主流市场扩散的势头。有专家预测,到2020年,打印出的成品将占产品生产总量的50%。

  与此同时,地方政府已经先行发力。据悉,我国首个3D打印工业园将落户武汉东湖高新区,目前武汉市发改委等部门针对3D打印产业,正在摸底调查,拟着手编制规划并予以扶持培育。东莞则将3D打印写入了今年的地方政府工作报告。

  民用市场迅速崛起

  2012年后,随着3D打印为社会所广泛关注,民用市场迅速崛起,3D打印开始应用于做模型、礼品、纪念品甚至工艺品的制作,而且随着社会关注和投入程度的提高而加速发展,市场开始有量的飞跃。

  鲁君尚指出,“民用领域今年有很大的发展,虽然核心技术没有大的根本性突破,但因为可以用更普通的树脂、石膏等材料进行打印,应用量上升,所以成本大幅降了下来。”

  杭州的有关3D打印公司Magicfirm,把自己生产的设备搬上了淘宝网。

  记者在淘宝上发现,该公司最新潮的3D打印机产品,价格在3000-10000元不等,其中一台售价不到6000元的MBot Cube 双头个人3D打印机近一个月的销售量达到15台。记者了解到, Magicfirm公司成立于2009年,其基于开源3D打印机研发制造出MBot个人3D打印机系列,正是瞄准批量生产的经济型家用打印机市场。

  据公司人士介绍,如今公司生产和代理的各种3D打印机月销量可达到100台,其中卖的最好的就是公司研发的MBot系列,售价在6000元左右,主要应用于中小型企业产品研发、中小学校与高校以及个人设计师与爱好者应用。

  民间的应用还不止于此。去年12月31日,全国首家3D打印照相馆落户西安高新区。今年1月15日,国内首家3D打印体验馆在北京工业设计创意产业基地开业。宁波和丰创意广场已为300多家制造企业提供3D打印服务,小到日常生活中的锅碗瓢盆,大到电器产品和汽车零部件,收取的“打印费”已超过180万元。

  就在刚刚结束的2013 CES上, 3D Systems首次展示了一款专门面向家用市场的3D打印机,开启了3D打印进入家用市场的契机。惠普打印与信息产品集团(PPS)中国区此前接受本报采访时也明确表示,会时刻关注3D打印领域的最新进展。看来,不少厂商已经开始在这方面发力。

  鲁君尚指出,去年下半年以来,3D打印的民用市场吸引了更多的社会投资,或将率先启动,并取得指数级的发展。如此一来,最先受到带动的就是相关设备生产企业。

  南风股份

  进军3D打印高端制造

  近日连续大涨的中航重机曾公告称,王华明教授以“钛合金大型复杂整体结构件激光成形技术”参加了2012年国家技术发明奖的申报工作。而巧合的是,南风股份子公司所投资的3D打印项目中,也出现了王华明的身影,其持股比例达31%。

  南风股份去年8月公告,子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”,总投资1.68亿元,资金由南方风机研究所自筹。值得注意的是,风机研究所的二股东、持股31%的王华明就是国内3D打印领域最权威的专家之一。

  据公司内部人士介绍,目前该项目处于研发阶段,南方风机研究所已经在工程化关键技术上已经取得了一定的突破性,并制成了相关样件。一旦研发成功,公司将在技术加工、以及加工过程中所运用的设备生产方面都具备领先优势。

  根据公告,本项目自主研发的重型金属构件电熔精密成型技术,是一种原创性的“增材制造”新技术,这种技术广义的说法就是国际上流行的3D打印技术。可广泛应用于百万千瓦核电装备,百万千瓦超临界和超超临界火电机组及水电、石化、冶金、船舶等行业现代重大工业装备合金钢等重型金属构件的制造。

  根据公开资料,王华明是航空材料与结构研究部“首席科学家”,国内激光制造的学术带头人。他所带领的北航团队使我国成为继美国之后世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及在飞机上装机应用技术的国家。该团队突破飞机大型钛合金整体主承力构件激光快速成形关键技术,研制出迄今世界最大、拥有“原创”系列核心关键技术的飞机大型整体钛合金主承力结构件激光快速成形工程化成套装备,制造出迄今中国最大的大型整体钛合金飞机主承力结构件并通过装机评审,使我国成为目前世界上唯一掌握飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形技术并实现装机应用的国家。由于技术的相通性,其成果也可以应用于其他大型金属结构件。

  此前,中航重机与王华明研究团队建立了战略合作关系。2011年7月,中航重机与控股子公司中航(沈阳)高新科技有限公司、王华明研发团队共同投资成立中航激光成形制造有限公司。

  据科技部国家制造业信息化培训中心三维数字化技术认证培训管理办公室主任鲁君尚介绍,如今的3D打印技术大多脱胎于清华、北航、西安交大、华中科技大学等几大高校。有接近公司的券商分析人士透露,与行业领军团队合作是南风股份进军3D打印的最大优势,一旦项目成功,则对3D打印产业化将起到巨大的示范和拉动效应。

  在对外投资3D打印战略技术促进公司转型升级的同时,公司核电类产品收入也取得高增长。去年上半年,南风股份核电类产品营业收入同比增长37.88%,9月又与中国核电工程有限公司签下近亿元大单,为其田湾核电站3、4号机组核岛风阀设备供货,合同金额约占公司2011年度主营业务收入的18.1%。

  去年10月,国务院常务会议通过《核电安全规划(2011-2020年)》和《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,之后数个核电项目陆续开工,业界判断核电已实质性重启。根据湘财证券的测算,2012年4季度将是公司核电业务在手订单交付的一个小高峰。(温婷)

  机器人

  国内领先的金属3D打印设备提供商

  如果3D打印能通过对金属材料的烧结或熔化,直接生成出金属零部件的制造方式被广泛应用,传统制造业将受到巨大冲击。而机器人则是目前A股上市公司中唯一能提供成套金属3D打印设备的上市公司。

  近年来,机器人依托激光加工技术优势,拓展激光成套装备业务,公司已于2012年3季度成功研制出激光快速成型设备,俗称“3D打印机”,主要采用金属原料,应用于航空航天、船舶等高端装备制造领域。据公司有关人士透露,从推出首套金属3D打印机至今,公司已陆续接到新的订单。

  从材料上来说,虽然沙子、人造橡胶、塑料、金属,甚至生物材料等均可成为3D打印原料,但是“金属”仍是最受关注的一个领域。

  华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥表示,如果在金属材料上得到广泛应用,3D打印就可能引领新一轮工业革命。

  目前,国内只有极少数公司能够提供成套的金属3D打印设备,而机器人是其中唯一的上市公司。

  记者了解到,机器人从2010年开始研制金属直接成型技术,即俗称的“金属3D打印技术”,如今该项技术已基本成熟,并成功推出了拥有自主产权和专利的成套金属3D打印设备。

  据公司有关人士介绍,机器人在激光快速成型设备工艺技术方面经验丰富,包括兼顾加工速度和加工精度的双光束熔覆技术、冷却保护气体释放应力技术、保护性气体配方,以及对应于不同金属材料的专用工艺方法等。公司生产的用于激光快速成型的高功率激光器,保证三维成型的高精度5轴联动数控专用机床,激光加工头和传送钛合金粉末的自动送粉器等设备成功装配在激光快速成型设备上,用于加工核心部件,为我国新型航空、航天器材的生产制造提供了有力保障。

  除金属3D打印机之外,机器人的另一项高端产品——纳米制版打印机采用的也是3D打印技术,该产品已成为公司新的利润增长点。公司2011年报显示,纳米制版打印技术为世界首创,制版一次成型无污染、绿色环保,是制版技术的革命性更新换代的产品。纳米材料制版技术不仅完全满足目前主流印刷业务在精度、速度、质量上的要求,而且解决了设备、耗材成本高以及环境污染、浪费资源的问题,完成了制版技术从感光时代到非感光时代的跨越。

  上述公司人士称,虽然机器人目前已成为国内领先金属3D打印设备提供商,但公司未来还将致力于成为3D打印服务商。

  从3D打印产业链来说,主要包括3D打印机设备制造、材料供应、模型软件供应,以及3D打印服务。个人消费是3D打印技术未来的重要市场,因为并非每个人都会使用3D软件进行图像设计,并非每个人都愿意购买3D打印机,故需要有专业的3D打印服务商提供相关服务。

  目前,美国已有这样的3D打印服务商Shapeways,用户可将自己的产品设计创意上传到社交网站,网站给出各种材料的价格,用户即可实现在线打印。

  业内人士预测,虽然目前国内的3D打印技术在应用上尚处于初始阶段,但是在未来的3至5年,3D打印将在工艺、材料上取得重大突破,届时3D打印技术的应用将呈现爆炸型增长。(王雪青)

  银邦股份

  布局3D打印应用领域

  “从实际应用市场反馈来看,潜在客户对公司的3D打印成品普遍较感兴趣。”银邦股份相关人士表示。

  在3D打印应用处于萌芽之际,以金属材料制造为主业的银邦股份,率先引入国外成熟的3D打印技术开拓应用领域,这与当今热衷于3D打印技术的一些公司相比而言略显“另类”。

  银邦股份主营铝钢复合材料,公司借助铝基多金属复合材料需求大幅增长广阔的前景,于2012年7月份刚登陆创业板。不过,公司并不满足现状,不仅积极开拓新产品的推广,更涉足3D打印应用领域。在公司看来,开拓该领域属于公司在新兴产业上的战略布局一步重要棋子。

  2012年8月15日,银邦股份与无锡安迪利捷分别出资2250万元与2750万元,合资成立飞而康快速制造科技有限责任公司(下称“飞而康”),双方占飞而康注册资本的45%与55%。在媒体报道后,公司承认飞而康主营业务中有部分产品涉及激光快速成型技术,由此揭开了公司涉足3D打印的事实。

  据了解,3D打印技术实际上是一系列快速成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,其主要工艺激光烧结(SLS),立体光刻(SLA),熔融沉积制造(FDM)等。据公司相关人士介绍,飞而康一方面将引入国外已成熟的粉末床技术来制造成品,另一方面将提供3D打印所需的金属粉末。

  一位长期关注该领域的行业研究员表示,“粉末床技术属于激光烧结SLS工艺,该技术有较大的优势,一方面在加工粉末过程中可以反复使用,让原材料利用率高达95%,另外一方面可以大幅节省时间,大幅缩短产品从设计到产出的周期。”

  银邦股份虽然对3D打印业务颇为“谨慎”,但对该飞而康产品的未来仍充满了“期待”。公司表示,长期而言,随着飞而康的技术、产品的推广获得实质性突破,飞而康可能会为公司带来一定的投资收益。(王炯业)

  光韵达

  涉足3D打印“预期”强

  快捷性、个性化,与传统制造业的去料加工技术相比,以3D打印为代表的快速成型技术被看作引发新一轮工业革命的关键要素。落至资本市场,3D打印全新的技术理念亦促使投资者不断挖掘相关概念股,由于现今成熟的3D打印技术多以高能激光作为发生器,个别从事精密激光应用的上市公司因此一度受到市场热捧。

  作为国内电子信息产业的精密激光创新应用商,光韵达自2005年成立以来一直专注于从事精密激光制造与服务业务,生产和销售的主要产品包括激光模板和精密金属零件,提供的加工服务则包括柔性线路板激光成型服务和激光钻孔服务。而公司在精密激光技术方面所拥有的诸多专业优势,令外界对其进入3D打印领域一直抱有预期。

  去年8月末,光韵达便因其激光概念遭到游资爆炒,公司随后澄清表示,3D打印技术属于“加成法”制造工艺,而公司目前使用的激光技术均属于“减成法”工艺,两者的工艺原理并不一样。

  一位长期关注光韵达的业内人士表示,尽管公司当前从事的“减成法”技术工艺与3D打印不同,但两种工艺实际上也有一些共通之处,故光韵达未来进军3D打印的“门槛”并不高,反之,公司现有的激光技术经验则为其从事3D打印奠定了基础。

  “表面上看,一家企业只要购买一套设备及相关材料粉末即可从事3D打印,其实不然。”另有分析人士指出,在3D打印生产环节,相关激光类型的选择是较大难点。从实际案例看来,根据原材料的差别、制件的几何尺寸以及所要达到的力学性能来进行激光参数的选择是一个非常复杂的过程,若要生产出合格产品,企业需要根据实际要求对激光参数等进行精准选择。

  回看光韵达,公司通过多年的研发和技术积累,已建立了激光应用技术数据库,其中包括红外、紫外等各种激光的加工特性,金属、非金属等各种材料的最优加工方式,以及各种激光器、导光系统、移动系统、精密控制系统、检测系统等激光加工子系统的测试结果以及组合效果,还包括针对不同材料的产品进行加工的激光种类选择、激光加工设备、加工工艺选择、加工参数、辅助设备和辅助手段以及各种后处理方法的最优配置。在此背景下,光韵达从事3D打印也便有了充足的技术储备。

  记者另注意到,光韵达从事的精密激光制造与服务,主要是向客户提供个性化的产品和服务,具有小批量、多品种、非标准化以及交货期短、对客户的需求快速反应的特点。而与传统制造工艺相比,个性化、小批量、快捷性正是3D打印技术的优势所在,因此从主业经营考虑,光韵达未来若介入3D打印行业,也并不出乎市场意料。(徐锐)

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