干貨時(shí)間到 e鍵打印對(duì)比分析中歐美3D打印行業(yè)

　　第三次工業(yè)革命是以數(shù)字化制造及新材料、新能源應(yīng)用為代表的科技領(lǐng)域的又一次重大飛躍，3D增材制造技術(shù)是數(shù)字化制造的重要標(biāo)志，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)被公認(rèn)為3D增量制造技術(shù)的最佳途徑。下面e鍵打印（ejdyin.com）為大家獨(dú)家分析中歐美3D打印行業(yè)詳情。

國(guó)外代表性的企業(yè)

　　1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation公司分別推出Actua 2100、Genisys、Z402產(chǎn)品，第一次使用了3D打印機(jī)的稱謂。

　　2005年，ZCroporation發(fā)布SpectrumZ510，這是世界上第一臺(tái)高精度彩色3D打印機(jī)。同一年，英國(guó)巴恩大學(xué)的Adrian Bowyer發(fā)起開(kāi)源3D打印機(jī)項(xiàng)目RepRap，其目標(biāo)是制造出自我復(fù)制機(jī)，通過(guò)3D打印機(jī)本身，能夠制造出另一臺(tái)3D打印機(jī)。2008年，第一版RepRap發(fā)布，代號(hào)Darwin，能夠打印自身50%的元件，體積僅一個(gè)箱子大小。

　　德國(guó)EOS公司的金屬粉末燒結(jié)機(jī)-EOS金屬激光粉末燒結(jié)系統(tǒng)設(shè)備。產(chǎn)品名稱：EOSINTM270金屬激光燒結(jié)系統(tǒng)。該設(shè)備采用EOS公司研發(fā)的DMLS技術(shù)（Direct Metal Laser-Sintering）進(jìn)行金屬件制作。EOSINT M270激光燒結(jié)系統(tǒng)采用的是Yb-fibre激光發(fā)射器，具有高效能、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)。精準(zhǔn)的光學(xué)系統(tǒng)能夠保證模型的表面光滑度和準(zhǔn)確度。氮?dú)獍l(fā)生裝置以及空壓系統(tǒng)則使設(shè)備的使用更加安全。

　　美國(guó)3D SYSTEMS公司的產(chǎn)品：sPro250SLM商用型金屬3D打印機(jī)為目前比較先進(jìn)的制造系統(tǒng)，能夠提供長(zhǎng)達(dá)為320毫米（12.6英寸）的高工藝金屬零件，具有出色的表面光潔度、精細(xì)的功能性細(xì)節(jié)與嚴(yán)格的公差?？梢赃x擇廣泛范圍的金屬合金使用，包括鋁和鈦。

　　sPro250SLM商用型金屬3D打印機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域包括產(chǎn)品質(zhì)量原型的功能測(cè)試，具有有機(jī)或高度復(fù)雜的幾何形狀?？焖傩∨恐圃旖饘俨考钠渌麘?yīng)用范例包括：定制醫(yī)療植入物、輕量級(jí)航空航天和賽車部件、高效散熱片、帶有隨形冷卻管道的注塑模具鑲件，以及牙帽、牙冠和牙橋。

　　SLM工藝使用高功率激光逐層熔化直接來(lái)自CAD數(shù)據(jù)的金屬細(xì)粉末，以創(chuàng)建功能性金屬部件。每一層操作完后重新噴粉機(jī)系統(tǒng)將堆積厚度范圍從20到100微米的一個(gè)新粉末層。SLM系統(tǒng)采用市售的氣體霧化金屬粉末產(chǎn)生完全致密的金屬零件，包括不銹鋼、鈦、鈷鉻合金及工具鋼的材料。這些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)伊始均考慮到工具庫(kù)或工人的需求，帶有一個(gè)簡(jiǎn)單的觸摸屏用戶界面，便于管理粉末處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。只需選擇滿足客戶特定應(yīng)用需求的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)與材料。

　　3D打印技術(shù)在美國(guó)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，目前有兩家3D打印機(jī)制造巨頭，分別是Stratasys（開(kāi)發(fā)制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之一FDM）和3DSystems（3D打印技術(shù)的創(chuàng)始者），完成后，只用一個(gè)水噴頭就可以輕易地移除支撐材料，留下光滑的表面。

　　南非科工研究理事會(huì)國(guó)家激光中心研究人員在激光添加制造技術(shù)（Additive Manufacturing），一種最新的快速成型制造技術(shù)上取得突破。該項(xiàng)技術(shù)的概念試驗(yàn)論證顯示，其生產(chǎn)速度是現(xiàn)有的可商業(yè)化的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的8.3倍。目前，利用該技術(shù)可以生產(chǎn)不超過(guò)500毫米的小尺寸部件，而當(dāng)日揭牌的Aeroswift項(xiàng)目將致力于制造2mx0.5m的大尺寸部件。這將有助于南非航空制造公司Aerosud在三年內(nèi)躋身世界航空結(jié)構(gòu)件制造的先進(jìn)行列。

　　南非科工研究理事會(huì)與Aerosud公司共同承擔(dān)了南非科技部資助的Aeroswift項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)制造速度快批量大的激光添加快速成型技術(shù)，為全球航天業(yè)制造金屬鈦部件。Aeroswift項(xiàng)目的關(guān)鍵是5千瓦IPG單光纖激光二極管發(fā)生器，它是激光添加制造技術(shù)的核心。國(guó)家激光中心希望在2012年底、2013年初完成該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的安裝與測(cè)試工作，之后將其拆分，運(yùn)至Centurion的航天谷，在那里重新組裝并投入生產(chǎn)。

　　南非Aerosud公司總經(jīng)理在談到其發(fā)展目標(biāo)時(shí)表示，2013年該技術(shù)將在試驗(yàn)廠投入使用，然后再用一至兩年時(shí)間進(jìn)行實(shí)際開(kāi)發(fā)并獲得生產(chǎn)資質(zhì)，2015年實(shí)現(xiàn)與全球航空公司合作，為其提供小批量、高附加值、復(fù)雜的鈦金屬部件。均在美國(guó)納斯達(dá)克上市，2011年?duì)I業(yè)收入分別為1.7億美元和2.9億美元。2011年3D打印市場(chǎng)規(guī)模17.1億美元。不過(guò)，這一數(shù)字僅占全球制造市場(chǎng)的0.02%.

　　以色列objet公司：Objet是快速成型和快速制造的光固化技術(shù)先鋒，開(kāi)發(fā)者，生產(chǎn)商及高精度，高分辨率三維打印方案的全球市場(chǎng)推廣者。Objet系統(tǒng)都是基于經(jīng)過(guò)市場(chǎng)證明的自身專利技術(shù)的光敏樹(shù)脂噴射技術(shù)，使得極為復(fù)雜的三維部件都可以以高品質(zhì)，高精度和高速度打印出來(lái)。Polyjet的打印頭類似于行式打印機(jī)，沿著X軸前后滑動(dòng)，在成型室里鋪上一層超薄的光敏樹(shù)脂。每鋪完一層后，噴頭架邊上的紫外光球立即發(fā)射紫外光，快速固化和硬化每層光敏樹(shù)脂。這一步驟減少了使用其他技術(shù)所需的后處理過(guò)程。每打印完一層，機(jī)器內(nèi)部的成型底盤(pán)就會(huì)極為精確地下沉，而噴頭繼續(xù)一層一層地工作，直到原型件完成。精密的工具軟件保證了所有的噴頭能協(xié)調(diào)運(yùn)作，能同步地往底盤(pán)上噴射等量的材料。這就產(chǎn)生了特別平坦和光滑的表面。成型時(shí)使用了兩種不同的光敏樹(shù)脂材料：一種是用來(lái)成型實(shí)體部件的成型材料，另一種類膠體的用來(lái)支撐部件的支撐材料。支撐結(jié)構(gòu)的骨架先提前預(yù)排好程序用來(lái)配合復(fù)雜的成型件（如空腔，懸垂，底切，薄壁的截面）。成型完成后，只用一個(gè)水噴頭就可以輕易地移除支撐材料，留下光滑的表面。

　　南非科工研究理事會(huì)國(guó)家激光中心研究人員在激光添加制造技術(shù)（Additive Manufacturing），一種最新的快速成型制造技術(shù)上取得突破。該項(xiàng)技術(shù)的概念試驗(yàn)論證顯示，其生產(chǎn)速度是現(xiàn)有的可商業(yè)化的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的8.3倍。目前，利用該技術(shù)可以生產(chǎn)不超過(guò)500毫米的小尺寸部件，而當(dāng)日揭牌的Aeroswift項(xiàng)目將致力于制造2mx0.5m 的大尺寸部件。這將有助于南非航空制造公司Aerosud在三年內(nèi)躋身世界航空結(jié)構(gòu)件制造的先進(jìn)行列。

　　南非科工研究理事會(huì)與Aerosud公司共同承擔(dān)了南非科技部資助的Aeroswift項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)制造速度快批量大的激光添加快速成型技術(shù)，為全球航天業(yè)制造金屬鈦部件。Aeroswift項(xiàng)目的關(guān)鍵是5千瓦IPG單光纖激光二極管發(fā)生器，它是激光添加制造技術(shù)的核心。國(guó)家激光中心希望在2012年底、2013年初完成該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的安裝與測(cè)試工作，之后將其拆分，運(yùn)至Centurion的航天谷，在那里重新組裝并投入生產(chǎn)。

　　南非Aerosud公司總經(jīng)理在談到其發(fā)展目標(biāo)時(shí)表示，2013年該技術(shù)將在試驗(yàn)廠投入使用，然后再用一至兩年時(shí)間進(jìn)行實(shí)際開(kāi)發(fā)并獲得生產(chǎn)資質(zhì)，2015年實(shí)現(xiàn)與全球航空公司合作，為其提供小批量、高附加值、復(fù)雜的鈦金屬部件。

　　就3D打印行業(yè)品牌來(lái)講，e鍵打印雖不是做得最早，但是做的最好。近日，央視《新聞聯(lián)播》、《朝聞天下》、《新聞30分》、《新聞直播間》推出了一檔全新大型數(shù)據(jù)新聞節(jié)目《數(shù)說(shuō)命運(yùn)共同體》。在播出的第7集《中國(guó)制造 您選啥?》中節(jié)目介紹3D打印新科技，e鍵打印作為廣東省東莞市企業(yè)代表在節(jié)目中展示了其3D打印新服務(wù)模式。  e鍵打印全新的服務(wù)模式，革除傳統(tǒng)行業(yè)人工報(bào)價(jià)的弊端，自主研發(fā)的系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)1分鐘自動(dòng)報(bào)價(jià)，大大節(jié)省了用戶的時(shí)間成本。1.多，100多臺(tái)工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，市場(chǎng)價(jià)值2億人民幣，打印材料包括銅、鈷鉻合金、銀、K金、不銹鋼等金屬材料及工程塑料、光敏樹(shù)脂、尼龍、類石膏（全彩色）等打印材料；2.快，用戶上傳模型，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)價(jià)，十六種打印材料的價(jià)格一分鐘內(nèi)全部出來(lái)，節(jié)省用戶時(shí)間；3.省工業(yè)級(jí)打印材料的單價(jià)每克4元起，起步價(jià)為60元。

國(guó)內(nèi)代表性的企業(yè)/高校

　　中國(guó)從1994年開(kāi)始研究3D打印，北京隆源公司于1995年成功研發(fā)了一臺(tái)AFS激光快速成型機(jī)，隨后華中科技大學(xué)也研制出了SLS快速成型機(jī)。

　　3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的完美結(jié)合。當(dāng)前，我國(guó)在3D打印技術(shù)的核心領(lǐng)域已經(jīng)與美國(guó)3D公司，以色列objet公司等國(guó)際巨頭基本處于同一水平。但是，在材料和軟件開(kāi)發(fā)，裝備等方面，還有一定的差距。

　　據(jù)了解，國(guó)內(nèi)快速成型系統(tǒng)的科研團(tuán)隊(duì)主要包括清華大學(xué)顏永年團(tuán)隊(duì)、華中科技大學(xué)史玉升研究團(tuán)隊(duì)、西安交通大學(xué)盧秉恒團(tuán)隊(duì)，及北京航空航天大學(xué)王華明團(tuán)隊(duì)等。

　　北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授是國(guó)內(nèi)激光成型技術(shù)的領(lǐng)軍人物。王華明教授：航空材料與結(jié)構(gòu)研究部首席科學(xué)家，國(guó)內(nèi)激光制造的學(xué)術(shù)帶頭人，北航團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人，在鈦合金結(jié)構(gòu)激光快速成型工藝、成套工藝裝備及工程化的研究方面有十多年的研究經(jīng)驗(yàn)。

　　從媒體報(bào)道及學(xué)術(shù)文章看，王教授提出激光熔覆多元多相過(guò)渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能涂層材料研究新領(lǐng)域，研制出迄今世界最大、擁有核心關(guān)鍵技術(shù)的飛機(jī)大型整體鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套裝備，制造出中國(guó)最大的大型整體鈦合金飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)件，并通過(guò)裝機(jī)評(píng)審。我國(guó)成為目前世界上唯一掌握飛機(jī)鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)并實(shí)現(xiàn)裝機(jī)應(yīng)用的國(guó)家。王教授論文主要集中在激光加工航空部件領(lǐng)域，研究主要集中在工藝和材料上（目前研究方向?yàn)槎ㄏ蛏L(zhǎng)柱晶鈦合金激光區(qū)域約束熔鑄冶金材料制備與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等復(fù)雜零件激光直接成型新技術(shù)等。但由于技術(shù)的相通性，其成果也可以應(yīng)用于其它大型金屬結(jié)構(gòu)件）。在該領(lǐng)域的研究領(lǐng)先全球，具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。

　　在經(jīng)過(guò)近20年的研發(fā)，國(guó)內(nèi)的3D打印設(shè)備也在不斷取得突破，華中科技大學(xué)材料學(xué)院副院長(zhǎng)史玉升教授的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的1.2米×1.2米的立體打印機(jī)（基于粉末床的激光燒結(jié)快速制造裝備），是目前世界上最大成形空間的快速制造裝備，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)外同類裝備水平，并因此獲得2011年國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。