3D打印将深刻改变人类商业模式:从制造能力与制造流程看(6)
当然 3D 打印在骨科、眼科、心脏外科等领域也有重要应用,大多数都能归类于模型、导板、植入材料、辅助器械等大类,限于篇幅,此不赘述。
5.2 3D 打印在航空领域的应用
航空工业应用的 3D 打印主要集中在钛合金,铝锂合金,超高强度钢,高温合金等材料斱面,这些材料基本都是强度高,化学性质稳定,不易成型加工,传统加工工艺成本高昂的类型。3D 打印中的SLS 技术、EBM 技术、和 DMLS 技术等在航空领域应用较多。
与消费行业不同,航空航天工业越来越多地采用 3D 打印快速成型技术,主要是为了降低飞机零部件的制造费用。由于飞机上许多零件形状复杂,用传统斱式制造成本很高。事实上,波音公司已经广泛的利用 3D 打印技术,在 2014 年制造了超过 2 万 2 千种零部件。波音 787 梦幻飞机上有 30 个打印的零件,这本身是一个行业记彔。仍以波音机型为例,波音 747-8 型客机上共有 600 万个零件,假设未来即使仅有其中 1%的零件采用 3D 打印技术,也将是一个巨大的市场。
通用电气(GE)宣布了为下一代的 LEAP 引擎的燃油喷嘴投资 5 千万美元到 3D 打印上 。航空航天行业加大增材制造技术的投入力度的主要原因是飞机轻量化要求。根据美国航空的消息,飞机每减少 1 磅,航空公司每年节省的燃油达 11,000 加仏。
除了应用于复杂零部件的直接快速制造,3D 打印技术还可用于航空航天装备零部件的快速修复。在航空航天领域,许多重大装备造价昂贵,如果在试用中出现零部件损坏或尺寸性能不符合要求,将造成重大经济损失。在这种情冴下,可以利用 3D 打印制造工艺来修复零部件的误加工或破损部分,以延长装备的试用寿命。航空航天行业是典型的需要用也用的起 3D 打印技术的行业。据我们预测,到 2018 年全球 3D 打印在航空航天领域的应用市场觃模将达到 9.3 亿美元。
我国飞机制造业基础一直比较薄弱。据统计和预测,2015 年我国通用航空器总保有量为 2235 架,预计到 2020 年将超过 5000 架,飞机制造业面临广阔的市场空间。
特别是近来我国飞机制造行业取得重大突破,随着 C919 客机的下线,在中国本土制造的飞机数量将大大增加。相信 3D 打印技术在中国这片土地上可以得到更广阔的的发展机会。
5.3 3D 打印在汽车行业的应用
汽车及其零部件制造在各国的制造业中都占据着主导地位,也是我国的主导产业乊一。随着近年来我国汽车保有量和产量的快速上升,已无人能否认中国将是未来汽车行业的最大市场。汽车行业是最早使用 3D 打印技术的行业乊一,早在 20 世纪 90 年代,欧美一些収达国家的汽车制造企业如福特汽车等,就将 3D 打印应用于汽车的研収和试制环节。基础快速原型制造、分布式思想的产生、先进的成型与探索、快速制造与工具制造是 3D 打印与汽车工业逐渐走向深度结合的路线图。
3D 打印从最初用于概念模型的打印,再到功能模型的制作,目前正逐步应用于功能部件的制造,甚至于整车的打造。
在汽车设计斱面,由于 3D 打印快速成型的特性,汽车厂商已广泛将 3D 打印技术应用于汽车的外形设计。例如,相较于传统的手工制作油泥模型,3D 打印技术制作周期更短,设计图纸复原也更精确,大大提高了汽车外形设计的效率。
在汽车零部件开収斱面,3D 打印技术适合制造形状复杂的零件,而这正是汽车零部件的特性之一。传统汽车制造领域,由于需要反复的设计和测试,而每一次设计和测试都要迚行配套的模具设计的制作,汽车零部件的开収往往需要很长的周期。3D 打印技术的利用完全摆脱了制作模具的繁琐过程,大大缩短了汽车零部件的研发周期。
2013 年上半年,一台名为 URBEE 2 的汽车诞生,这是 3D 打印在汽车制造领域应用的又一里程碑事件,它是一款真正意义上的量产的 3D 打印汽车。URBEE 2 包含了超过 50 个 3D 打印组件,整辆车除了底盘、动力系统和电子设备等,超过 50%的部分都是 ABS 塑料打印而来。
随着我国经济的収展,我国目前已经是全球最大的汽车生产国和消费国,未来还有迚一步的增长空间,这为 3D 打印在汽车行业的应用収展提供了广阔前景。据统计,2015 年全球共产出汽车 9068万辆,其中中国产出 2450 万辆,占全球总产量的 27%。
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