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新加坡耗资上亿建成最新3D打印中心行业新闻

发布时间:2019-10-05 11:27编辑:化工塑胶浏览(65)

    中国德富塑料网讯:新加坡虽然国土面积很小,却是当今最重视发展3D打印技术的国家之一。近日,他们就为自己的最新一座3D打印中心 — 新加坡国立大学增材制造中心 — 举行了盛大的剪裁仪式。这座设施获得了来自NUS、新加坡国家增材制造创新集群,以及新加坡经济发展局的1800万新加坡元(约8931万人民币)资助,有望帮助新加坡在生物医疗方面取得新的突破。

    导读:作为新兴的革命技术,3D打印也在不断与时俱进,开拓创新。

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    3D打印,作为新时代的高科技产物,在传统产业经济持续低迷的情况下,临危受命,肩负着一部分振兴未来制造业经济的重任。作为新兴的革命技术,3D打印也在不断与时俱进,开拓创新。在经济全球化和工业全球化的今天,世界各国也都在加紧利用新兴科技来重振国民经济。那么,为了深入了解世界各国以及全球3D打印行业的发展现状,世界主流发达国家3D打印行业发展相关资料,以供大家分析与解读。

    美国

    美国3D打印行业现状

    工业行业对3D打印的市场接受度日益增高,尤其是工业级的FDM打印机,以塑料聚合物为原材料的3D打印设备使用的不断增长,这些市场的扩张带来了设计师和创客的大量涌现,开启了设计思维的新空间,从而对金属3D打印在非关键组件的解决方案带来了加速影响。

    生活、医疗等领域的3D打印产品也带来了新的法规、规范的产生,包括FDA批准的材料和工艺,如Ti-6Al-4V和PAEK的粉末床制造工艺。随着各方面市场的打开,不仅仅是监管和法规,同时也对研发人员提出了技术需求方面的新挑战。

    美国3D打印发展路线

    面临的问题:
    可用的打印材料成为颇被关注的领域。当前,缺乏针对于增材制造需求的商业打印材料,也缺乏针对于打印要求的材料解决方案服务能力。

    研究与开发主要集中在材料开发、过程监控、设计优化、多材质打印、预测仿真、表面处理、微/纳米打印等方面的工作。陶瓷的生物相容性和高热的应用是一个挑战。当前已有几家公司的陶瓷、金属打印技术不断成熟。

    设备工艺的稳定性改进及认证方面是另一个挑战。增材制造仍受材料、工艺和设备的影响很大。

    重点研发方向:
    当前缺乏足够的增材制造数据,设计工具的验证需要在生产环境中来进行可靠性和可重复性的测试。对基于经验的测试依赖性很高。整个增材制造行业呼唤标准化的快速实现,特别是设备的可用性和性能规格。当然,过程控制是下一个挑战。大多数加工环境是封闭条件下进行的。目前研究项目也集中在现场过程监控,过程控制主要有两种方式:一种是通过直接熔池热监控,另一种是通过间接熔池热监控。

    为了更好地实现产品的优化,正趋向于对更好的优化和仿真工具进行研究。新的数学理论被应用到更好地优化仿生物理模型,探索所有的基于过程的结构-性能关系。增材制造的关注点也不再局限于轻量化或机械性能提升等方面,混合材料和复合打印正在开启增材制造的又一项潜力。包括粉体性能、热变形和表面准备的研究正在为增材制造打开更广阔的窗口。其他领域的研究和发展趋势包括超短激光脉冲,利用空气动力学聚焦纳米级别的3D打印技术等。

    产业发展规划:
    看完了这些,我们再来看看美国政府如何规划其增材制造的发展路线,美国政府对3D打印技术的推动作用主要体现在国家战略、路线图、研究计划及执行3个层面。在这方面,中国与美国对比,真是“高佬摔跤——差得远啊”.

    在国家战略层面,奥巴马总统2011年出台了“先进制造伙伴关系计划”;2012年2月,美国国家科学与技术委员会发布了《先进制造国家战略计划》;2012年3月,奥巴马又宣布投资10亿美元实施“国家制造业创新网络”计划,全美制造业创新网络由15家制造业创新研究所组成,专注于3D打印和基因图谱等各种新兴技术,以带动制造业创新和增长。在这些战略计划中,均将增材制造技术列为未来美国关键的制造技术之一;2012年4月,“增材制造技术”被确定为制造业创新中心;2012年8月,作为“国家制造业创新网络”计划的一部分,位于俄亥俄州扬斯敦的美国国家增材制造创新学会成立,美国国防部、能源部和商务部等5家政府部门共同出资4500万美元,首笔资金为3000万美元;俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的企业、学校和非营利性组织组成的联合团体出资4000万美元,该学会共获得7000万美元。这一学会实质上是一个由产、学、研三方成员共同组成的公-私合作研究机构,致力于增材制造技术和产品的开发,增强国内制造业竞争力,其目前主要研究的三项技术主题是打印材料特性和效能的研究、资格鉴定和认证测试,以及加工能力和过程控制。

    在路线图层面,美国曾分别于1998年和2009年两度发布增材制造技术路线图。美国学界2009年召开的第2个面向未来10~12年的增材制造技术研发路线图研讨会,汇集了来自学界、企业界和政府的65名专家学者,为增材制造技术制定未来10~12年的研究指南。该研讨会关注增材制造技术在设计、工艺建模与控制、材料、生物医药应用、能源与可持续发展、教育和研发等各个方面的未来前景。通过整体评估认定,如果能够持续推动增材制造技术走在发展前沿,那么将创造出更大的发展机遇。这份路线图报告给出的关键建议是建立美国国家测试床中心(NationalTestBedCenter,NTBC),推动未来该领域的设备和人力资源发展,并展示制造研究的概念。在2009路线图的基础上,北美焊接和材料结合工程技术领导组织——爱迪生焊接研究所(EdisonWeldingInstitute,EWI)成立了添加制造联盟,主要目标是提高增材制造技术的成熟度,并以国家为基础,倡导资助增材制造技术,将其从目前的新兴技术层面推进到主流制造技术层面。AMC目前包括大型企业、小型企业以及政府机构和重要的大学研究机构等33个企业成员与合作组织。

    在研究计划及执行层面,美国福特走在了前面。福特正在开发一种高度灵活的新型3D打印制造技术,福特称其为自由曲面加工技术,以降低小批量消费钣金零件所需的本钱和时间。F3T技术制造三维外形的模具仅仅需求几个小时,一旦投产,原型制造在三日内便能够完成,假如依照传统办法,则需要两到六个月。而且,F3T技术也为产品制造提供了更广的个性化选择。但目前F3T技术仍处于早期阶段,仅能提供小范围应用,还无法满足大批量消费。该技术在航空航天、国防、交通运输和家电行业中也具有宽广的应用前景。美国能源部计划对新一代产品提供704万美元的能源补助,以推进节能的制造工艺。包括福特和其他协作者在内的五个创新制造项目,初期展开阶段三年,取得了总额为235万的能源资助。

    欧盟

    在欧盟地七框架计划的资助下,名为“3D打印标准化支持行动”的项目在今年8月发布了一份3D打印标准化路线图。该路线图旨在作为欧洲标准的一个模板,其中阐述了标准化对于产业应用及现有3D打印技术标准发展的重要性,明确了标准化与优先关注标准之间的差距,终有助于产业发展符合佳实践。通过与主要的规范化或标准化机构保持联系,将能确保该目标的实现。在更加容易产业化的同时,又能节省原料保证质量。

    欧盟3D打印发展
    在3D打印技术中金属材料的3D打印制造技术是难度大的,由于金属的熔点较高、金属液体固液相变、表面扩散以及热传导等多种物理过程中复杂的变量,还要考虑生成的晶体组织是否良好,整个试件是否均匀、内部杂质和孔隙的大小等等因素,为此,一般需要激光技术加以配合,激光的功率和能量分布、激光聚焦点的移动速度和路径、加料速度、保护气压、外部温度等等。一般而言,激光快速成型需要用高功率的激光照射试件表面,融化金属粉末,形成液态的熔池,然后移动激光束,熔化前方的粉末而让后方的金属液冷却凝固。周边需要有送粉装臵、惰性气体保护、喷头控制等来配套。

    3D打印技术将支持创新,实现成本、资源有效的生产,以保持欧盟制造业的高度竞争力。欧洲3D打印平台起草了战略研究议程,其中强调了标准化的重要支柱作用,并且终通过SASAM成功制订出路线图。

    欧盟3D打印发展
    随着欧盟路线图的发布及实施,3D打印技术定将成为其新的关注方向。与此同时,作为3D打印技术的原材料,相关稀有金属的需求也将得到拉动。而作为全球大的稀有金属交易所,泛亚也将会在收储、定价等方面助力国家保持稀有资源大国的地位,助力未来新兴产业发展和制造业的发展。

    中国

    紧跟着“工业4.0”的脚步,我国政府推出了备受瞩目的“中国制造2025”.之后又相继出台了不少政策来激励国内的传统制造业转型升级,逐渐向先进制造方向过渡。而今年年中,国务院总理李克强亲自开展了“3D打印与先进制造专题会议”,会中总理耐心听取了相关领域新动态与未来趋势的报告。从这些方面我们可以看到,国家对于增材制造等高新技术的发展十分重视。

    但就我国目前的情况来看,虽然许多企业都相继推出了其独具特色的工业级3D打印机和,但是我国毕竟是后起之秀,真正的技术方面还与美国,欧盟等发达国家有一定的差距。

    我国3D打印产业发展
    但是,据目前的情况来分析,中国增材制造的总体趋势还是一片向好的。由于近政策的不断推进,3D打印也是广受支持,而且中国如此大的制造业市场,未来发展更是无可限量。因为作为制造工艺的全新升级,3D打印具备、便利、省时省力省成本等优势,未来的制造业还需要在许多方面依靠3D打印来不断进步,紧追发达国家的脚步。

    **我国3D打印产业发展

    ** 而且在12月13日,中国工程院院士、西安交通大学机械工程学院院长、“国课讲”卢秉恒院士做客“创新大讲堂”讲座上提出3D打印如何与中国制造业发展有机结合,并系统讲述了3D打印发展历程、国内外现状、打印原理、主流技术、应用领域和发展方向等内容。他认为,虽然如今中国制造有了迅猛发展,但与发达国家尚有差距。他又从创新驱动和人才为本两个角度为大家讲解了中国制造2025,“要做到创新驱动,就需要进行全社会的协同,不仅要将工业领域的需求同市场相结合,让资金向制造业流动,还需要创新协同的发展。中国制造2025需要创新人才和创新技术,只有创新,才是我们走向创新社会的基础。”卢秉恒院士并在会后提出了“两个十年”的目标规划。即,“十年以内中国可成为世界3D打印的第二大国;再过十年我们能够和美国并驾齐驱。”但目前,中国虽然已走入全球3D打印研发竞赛的行列,但与世界发达国家仍然存在很大的差距,需要一代又一代中国人的努力与拼搏。

    印度

    印度3D打印产业仍处于起步阶段,市场规模小且发展缓慢,3D打印设备数量仅占亚洲3D打印设备保有量的3%.据了解,印度3D打印产业发展主要的发展推动力来自私营企业,印度政府目前还没有推出任何支持3D打印发展的政策措施,而印度中小企业和微型企业在经济中的比例过高(印度84%的制造业劳动力集中在微型企业和小型企业),对于印度企业而言,3D打印系统较为复杂且成本昂贵。

    尽管如此,印度3D打印方面的需求正在日益增加,并且预计随着3D打印系统变得更快和更容易使用、性价比更高时,印度3D打印市场将得到可观的增长。据了解,以Imaginariuma、MarcopoloProducts和3DPD/TotalPrototyping为代表的一些印度企业在3D打印方面已有突出表现,并且印度的国家研究机构已经启动了3D打印方面的项目,譬如国家设计学院、印度理工学院、国家时尚技术研究所,等等。此外,在公共机构方面,印度增材制造联盟也在积极推动技术创新,通过组织会议等方式提高产业意识。

    印度3D打印

    印度的研究机构和企业在3D打印软件开发方面较为成功,许多研究已经转化为成果。据3D打印在线了解,印度开发的3D打印软件可用于制造模型、计算切片厚度、通过医学图像创建3D物体等等。

    印度3D打印产业目前主要的问题一是企业需使用进口设备,二是在3D打印粉末原材料方面对外依赖度过高。

    3D打印应用案例印度3D打印应用主要集中在医疗、首饰和汽车领域,3D打印技术主要被当成是实现设计和完善产品的工具。

    1.汽车领域
    3D打印先被应用在汽车领域,因为印度的汽车产业非常发达,大型企业除了有如福特、日产等跨国公司外,还有本土企业——塔塔汽车公司。印度一级方程式赛车公司SaharaForceIndia与全球3D打印巨头公司3DSystems合作,计划将3D打印运用到汽车制造中,以此减少零部件的生产时间。

    2.电子领域

    位于印度金奈的Salcomp公司是印度手机电源和充电插头领域的龙头企业,也应用3D打印生产产品,但打印设备需从德国EOS公司进口。

    3.建筑领域
    同样位于金奈的Ikis公司是一家建筑模型服务公司,据3D打印在线了解,该公司从2010年开始就使用美国ZCorporation公司的3D打印技术生产各种的3D建筑模型。

    4.石油领域

    WiproTechnologies公司位于班加罗尔,是一家成立于1980年的信息技术服务公司,主要给国防领域提供精密制造和液压元器件服务。据了解该公司与空客集团的子公司CESA公司签署了3D打印技术转让协议,可生产钛金属产品提供给石油和天然气行业使用。

    企业地理分布情况印度从事3D打印研究的公共机构和企业分布较广。据了解,普迦大区和卢迪亚纳、阿密萨两个城市研究机构分布多,其次是克勒格布尔、金奈、班加罗尔、印多尔,后是德里和海德巴拉。但印度的东部地区基本没有3D打印方面的研究机构或者企业。

    新加坡
    据了解,新加坡对增材制造技术的研究始于上世纪90年代,新加坡南洋理工大学机械工程和航空学院的ChuaCheeKai教授是亚洲3D打印技术领域的先驱,在他的影响下以及新加坡政府的支持下,增材制造在新加坡获得了快速的发展,并成为新加坡发展的重点项目之一。

    1.国家政策。2013年,新加坡贸易与工业部发布了《国家制造发展计划》,增材制造作为未来技术发展关键领域之一被列入计划中。据了解,新加坡政府决定在未来五年内投资5亿美元发展增材制造技术,为3D打印领域的企业创造良好环境,由经济发展委员会负责资金管理。

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