增材制造的现状与未来

增材制造的现状与未来陈勃生湖南华曙高科技有限责任公司常务副总经理/教授制约增材制造产业发展的瓶颈因素促进增材制造产业发展的途径使命与担当增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术产业的历史演进增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术产业的历史演进增材制造技术的国内外发展概况工艺材料应用领域槽光固化VatPhotopolymerization光聚合物原型制作材料喷射MaterialJetting多种聚合物、蜡原型制作、铸型制作粘合剂喷射BinderJetting石膏、聚合物、金属、铸造砂原型制作、铸模制作、直接零件生产材料挤出MaterialExtrusion聚合物原型制作粉末床熔融PowderBedFusion聚合物、金属原型制作、直接零件生产叠层SheetLamination纸、塑料膜、金属片材原型制作、直接零件生产直接能量沉积DirectedEnergyDeposition金属零件修复、直接零件生产增材制造技术一览1988-2011年全球3D打印设备保有情况全球3D打印设备累计销售情况增材制造技术的国内外发展概况美国,38.3%欧洲,23.3%日本,10.2%中国,8.6%韩国,2.2%加拿大,1.9%其他,15.5%美国,72.9%欧洲,10.2%以色列,9.3%日本,3.7%中国,2.6%其他,0.3%美国3D打印设备保有量占全球的38%，中国继日本、德国之后，以约9%的数量占第四位美国3D打印设备生产量约占全球的71%，欧洲、以色列分别以12%、10%位居第二和第三，中国设备约4%。增材制造技术的国内外发展概况2012年全球3D打印设备保有量及产量分布情况（来源：WohlersReport2013）2012年，3D打印设备与服务全球直接产值是22.04亿美元，其中，设备材料是10.03亿美元，增长20.3%；服务产值是12亿美元增长36.6%，较设备材料增长更快。2011年2012年0510152011年2012年增材制造技术的国内外发展概况2012年全球3D打印设备与服务直接产值增长情况（来源：WohlersReport2013）2012~2013年3D打印应用领域分布变化情况（来源：WohlersReport2013）近几年中，航空制造和医学领域的应用时增长最快的应用领域增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术市场规模变化（来源：WohlersReport2013）增材制造技术应用行业情况（来源：WohlersReport2013）消费品/电子产品连续7年居首（201120.3%，2010年20.6%）汽车其次（2011年19.5%，2010年17.9%）医疗/牙科连续11年第三（2011年15.1%，2010年15.9%）航空/航天第四（201112.1%，2010年9.9%）工业/商业机器第五（2011年10.8%，2010年12.9%）增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术的国内外发展概况2009-2011年消费级和工业级3D打印机销售量技术因素以3D系统公司、Stratasys公司和Makebot公司为代表的企业具有先发优势和较为雄厚的技术储备，通过技术研发，降低了单机成本，为消费级打印机的爆发式销售做好了技术上的准备；文化因素国外具有良好的创新文化，经过多年的市场培育以及技术上的成熟，2011年前后，国外出现了“创客”文化，即充分利用了3D打印快速成型技术利用个人的创造力进行创业。经济因素国外较高的人均收入允许国外的消费者追求个性化产品。消费级打印机成本的降低以及“创客”文化的产生，使得国外的个性化市场得到初步的培育和满足。国外消费级市场火热的三方面原因增材制造技术的国内外发展概况增材制造技术应用领域情况（来源：WohlersReport2013）增材制造技术的国内外发展概况产业发展模式代表企业发展路径专业材料提供商Evonic、Basf、DuPont、Huntsman专注于原材料的配套销售专业设备提供商EOS、Makerbot专注于设备制造和销售平台服务提供商Shapeways、Ponoko为3D打印提供网上交易平台全产业链发展华曙高科、3DSystems、Stratasys最初是设备制造商，然后向上下产业链衍生产业链发展模式和代表企业增材制造技术的国内外发展概况3D打印设备下游应用行业分布增材制造技术的国内外发展概况3D打印快速成型技术对行业不同环节的价值增值影响3D打印快速成型技术对行业不同环节的价值增值影响3D打印快速成型技术对行业不同环节的价值增值影响3D打印快速成型技术对行业不同环节的价值增值影响3D打印设备的使用在产品设计、加工工具制造和直接部件制造方面给企业带来高附加值。3D打印快速成型技术的优势，对于提高上述行业中产品设计速度、复杂部件的加工速度和产品性能，降低成本减少组装换件都有重要的意义。因此，3D打印快速成型技术和装备在上述领域的应用会继续保持较高的比例。增材制造技术的国内外发展概况%直接制造功能性零件(来源：WohlersReport2013)增材制造技术的国内外发展概况截至2012年3D打印机的保有量不足全球的3%，出货量的全球占比一直徘徊在6%以下，出货最多的北京太尔的出货量仅有158台，这还远高于排名第二的陕西恒通的38台和排名第三武汉滨湖的31台。从使用密度上看，中国仅为美国的22.6%。增材制造技术的国内外发展概况中国国内3D打印设备保有及出货情况西北工业大学西安交通大学华中科技大学清华大学北京航空航天大学华中科技大学华南理工大学中北大学南京航空航天大学湖南信息职院南昌航空大学增材制造技术的国内外发展概况西安铂力特陕西恒通武汉滨湖机电北京殷华北京隆源中科院广州电子所南京紫金立德湖南华曙高科上海富奇凡增材制造技术的国内外发展概况江苏永年激光增材制造技术的当前坐标与展望增材制造技术的国内外发展状况促进增材制造产业发展的途径使命与担当市场对增材制造技术知之甚少；设备及材料价格偏贵，产品成本相对较高；增材制造技术的产品制造精度尚无法与切削加工相比较；已实现产业化的材料品种，远不能满足产品的多样化需求；设备与材料均未形成统一标准；设备制造质量及稳定性尚有待进一步提高；尚未形成国产设备及材料制造方面上规模的龙头企业；关联企业处于单打独斗、各自为战状态，未能形成合力；国家层面上，未能出台在顶层规划指导下的产业发展政策；部分企业热衷于概念炒作，盲目跟风；设计仍处于“制造导向”阶段。制约增材制造产业发展的瓶颈因素无刀具特征制约增材制造产业发展的瓶颈因素自由孔结构制约增材制造产业发展的瓶颈因素允许表面干涉制约增材制造产业发展的瓶颈因素增材制造技术的国内外发展状况促制约增材制造产业发展的瓶颈因素使命与担当促进增材制造技术产业发展的途径成形设备的专用化（功能性终端零部件、观赏模型、艺术品、文物复制、生物组织工程产品）；工业CT逆向数字建模；成形设备的系列化（尺寸、速度、功能）；新型成形能源的研发（半导体激光器、紫外线投影灯）；成型材料的多样性（与产品的某些已知特性相匹配，如：纳米材料、非均质材料、复合材料）；成型材料的多元性（在一个构件上根据功能要求采用多种不同性质的材料）；成形材料的系列化（金属、高分子、陶瓷）；成形材料的标准化（主要解决材料的通用性问题）；梯度功能材料的研发；生物组织工程材料的研发；数字化材料的研发；与传统的减法制造技术互补性；喷射成形技术的广泛应用；实现从“制造决定设计”向“功能引领设计”、“设计指导制造”的转变（等强度与等刚度结构、变强度与变刚度结构、变密度桁架结构、组件的适度一体化设计、传统加工结构的去除）。促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径用于手术方案制定的膝关节打印件用于手术方案制定的颈锥骨打印件促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径用于手术方案制定的下颌骨打印件个性化牙科牙冠固定桥个性化牙科舌侧正畸托槽促进增材制造技术产业发展的途径促进增材制造技术产业发展的途径舌侧托槽——隐形美观的矫治传统矫正装置个性化膝关节假体个性化外科手术辅助导板促进增材制造技术产业发展的途径个性化股骨头植入体个性化义齿植入体促进增材制造技术产业发展的途径钛骨(Tixos)种植体系列钛骨S型种植体“钛骨”圆锥型超短型种植体钛骨微型种植体促进增材制造技术产业发展的途径无刀具特征制约增材制造产业发展的瓶颈因素自由孔结构制约增材制造产业发展的瓶颈因素允许表面干涉制约增材制造产业发展的瓶颈因素增材制造技术的国内外发展状况制约增材制造产业发展的瓶颈因素促进增材制造产业发展的途径使命与展望湖南华曙高科技有限责任公司ADD:湖南省长沙市高新开发区谷苑路186号湖南大学科技园TEL/FAX:[phone]常务副总经理：陈勃生13807315276WEB: