根據中國3D打印技術產業聯盟數據,2012年,全球3D打印的市場規模約為21億美元,中國約只有10億元。但未來3年,中國大陸3D打印市場每年將至少以1倍以上速度成長,規模將可達到百億元,預估至2016年中國將成為全球最大3D打印機市場。
目前,中國正處于工業轉型升級的關鍵時期,3D打印技術的發展為中國帶來了巨大機遇,產業運用3D打印技術可享受更快捷和高效的制造過程,在打樣、開模階段,平均可降低約50%的制造費用,縮短70%的加工周期,并能將復雜設計制造一體化。
對此,四川大學教授殷國富在談到3D打印機與未來生活的關系時說:“我們現在做零件,需要用刀子將材料刻成我們想要的形狀,而3D打印機則可以通過分層、累加的方式,將你想象的任何一種形狀變成實體,這是工業制造模式的創新。”
“3D打印”的學術名稱為“快速成型技術”,根據零件或物體的三維模型數據,通過成型設備以材料累加的方式制成實物模型。“產品制造不需要刀具、夾具和機床,想法和設計在電腦上畫圖,通過打印機就可以變成產品,這簡直太奇妙了!”以英國《經濟學人》為代表的理論界預測,3D打印“顛覆我們的(制造業)傳統理論和概念,是第三次工業革命的一種表現形式”。
盧秉恒介紹,目前3D打印的“神奇意義”,更多地體現在產品開發上。譬如,飛機的研發周期約為20年,汽車的開發周期兩三年,耗時這么長,就因為一些核心部件、零件需要大量的重復試驗,像美國飛機的發動機零部件需要多達2500次試驗,如果采用傳統制造,費時費力,風險極大,而3D技術可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為模型,甚至直接制造零件或模具,縮短研發周期、提高產品質量并縮減生產成本,過去幾個月才能完成的工序,現在也許幾天、幾小時就可以完成。
“對于制造業來說,研發比產能更重要。”盧秉恒介紹,美國科技界統計,通過3D打印,產品研發周期和費用只有過去的一半,這就大大縮短產品的更新周期,提高了企業的競爭力。另外,3D還可“打印”傳統制造無法生產的產品,譬如特殊形狀的發動機零部件、特殊功能的人工骨。西安交大通過3D打印嫁接生物仿真技術,生產出醫學用鈦合金人工骨,從外到內分為骨質層、骨松層、骨髓層,和人體骨并無二致。“所以如果3D打印將帶來什么"革命性的影響",也要通過數字化、人工智能制造和新型材料等綜合疊加來實現,單是3D打印一項,完不成這樣的歷史使命。”
目前3D打印技術本身在工業應用中還不成熟,面對特殊造型或材料成型環境要求高的工業設備零部件還都無法實現3D打印,而生產壓鑄鑄造模具本身的一些材料目前也面臨著這樣的困難,3D打印技術本身還不能實現這一要求。
適用3D打印的材料尚有限,僅以塑料及個別金屬、尼龍為主,某些相應的復合材料也能實現3D打印,對于工業生產而言,但3D打印技術所適用的范圍還很不夠,在更多的材料被3D打印技術突破之前,很多應用也只是設想而已。