3d打印产业调研报告

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1、定义3D打印（3Dprinting）也称为“增材制造（AdditiveManufacturing）”，它是新兴的一种快速成型技术。与传统的减材制造工艺不同，3D打印是以数据设计文件为基础，将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。现代意义上的3D打印技术于20世纪80年代中期诞生于美国。CharlesHull（3DSystems公司的创始人）和ScottCrump（Stratasys公司的创始人）是3D打印技术的先驱人物。以3DSystems和DTM公司为代表的一批美国中小科技公司在20世纪80年代末

2、-90年代初相继研发出光固化立体造型术(stereolithography,SLA),简称光造型术、选择性激光烧结（SLS）和熔丝沉积造型（FDM，FusedDepositionModelling）等主流技术路线，经过20多年的沉淀和不断完善已经日臻成熟。3D打印与传统制造业的最大区别在于产品成型的过程上。在传统的制造业，整个制造流程一般需要经过开模具、铸造或锻造、切割、部件组装等过程成型。3D打印则免去了复杂的过程，无需模具，一次成型。因此，3D打印可以克服一些传统制造上无法达成的设计，制作出更复杂的

3、结构。技术分类1.以高分子聚合反应为基本原理：激光立体印刷术（Stereolithography，SLA，有著名的Objet从下到上打印的（已和Stratasys合并）和Formlabs为代表从上往下打印的）,它用激光选择性地让需要成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬，从而造型。高分子打印技术（PolymerPrinting）,高分子喷射技术（PolymerJetting）,数字化光照加工技术（DigitalLightingProcessing）,微型立体印刷术（MicroStereolithograph

4、y）。2.以烧结和熔化为基本原理：选择性激光烧结技术（SelectiveLaserSintering，SLS，3D打印行业龙头老大3DSystem的看家本领，EOS也是杰出代表，SLS用的不是液态的光敏树脂，而是粉末选择性激光熔化技术（SelectiveLaserMelting,SLM）,电子束熔化技术（ElectronBeamMelting，EBM）。3.以粉末-粘合剂为基本原理：三维打印技术（ThreeDimensionalPrinting,3DP，MIT在90年发明的，Zcorp（已被3DSyst

5、ems收购）、voxeljet是杰出代表）4.熔融沉积造型技术（FusedDepositionModeling,FDM，著名代表有RepRap项目、MakerBot和Stratasys公司）5.层压制造技术（LayerLaminateManufacturing,LLM）6.气溶胶打印技术（Aerosolprinting）7.生物绘图技术（Bioplotter）限制因素1.生产模式效率单体的一体化成型，工作流程是完全固定的，无法形成此类产业效应，且目前的3D打印机体无法承受长时间，高强度的负荷。且单体机做

6、生产，维护费用和难度是远远高出传统工艺把产业链平摊开的做法。2.材料的限制1.材料的适用范围的问题。目前，工业领域能用的就适用的金属材料只有10余种，铝硅合金、钛合金、镍合金和不锈钢比较成熟。而生物材料领域，比如，RegenHu开发的INK仅支持明胶、胶原与合成高分子混合物等几种材料；成品状况的话，打印出的结构生物相容性较差，孔隙率小且孔洞分布不均匀，细胞附着生长繁殖率低。也就是，只能用作模仿，还不能实现特定功能性。家用领域也没好哪儿去，主流的有石膏、光敏树脂、ABS塑料等，Object公司号称可以14

7、种基本材料的基础上混搭出107种材料，拭目以待吧。虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。2.材料应用导致的工艺问题。因为需要预先制成专用的金属粉末；打印出的金属制品致密度低，最高能达到铸造件致密度的98%，某些情况下低于锻造件的力学性能，当然在某些构件，比如大型

8、钛合金构件上（比如比较热的航空行业），是完全能够满足力学性能的，但总体状况，值得商榷；某些打印制品表面质量差，精度2-10μm，需要打磨抛光机加工等后处理；3D打印具有复杂曲面的零部件时，支撑材料难以去除。材料性能差，强度，刚度，机械加工性等都远不如传统加工方式。3.机器的限制3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说