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1、3D打印行业研究报告(胡彬20013-88-11)一、何谓33D打印3D打印机机,英文“3D PPrintters”,3D 打印印这个名称称是近年来来该产品针针对民用市市场而出现现的一个新新词,是通通俗叫法,其实在专专业领域它它有其它学学术名称“快速成形形技术”(及“快速原型型制造技术术”、“增量制造造技术”、“增材制造造技术”)。快速成形技技术(又称快速速原型制造造技术 RRapidd Proototyypingg Mannufaccturiing,简简称RPMM),诞生生于20世纪80年代后后期,是基基于材料堆堆积法的一一种高新制制造技术,是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任
2、意形状,根据零件或物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。RPM 技技术是在现现代CADD/CAMM 技术、激激光技术、计计算机数控控技术、精精密伺服驱驱动技术以以及新材料料技术的基基础上集成成发展起来来的。不同同种类的快快速成型系系统因所用用成形材料料不同,成成形原理和和系统特点点也各有不
3、不同。但是是,其基本本原理都是是一样的,那那就是分层制造造,逐层叠叠加,这种工工艺可以形形象地叫做做增长法或加法。形象地地讲,快速速成形系统统就像是一一台立体打印印机,因此得得名“3D打印机机”。3D打印机机的原理:3D 打印印机可以根根据零件的的形状,每每次制做一一个具有一一定微小厚厚度和特定定形状的截截面,然后后再把它们们逐层粘结结起来,就就得到了所所需制造的的立体的零零件。每个个截面数据据相当于医医学上的一一张CT 像片;整整个制造过过程可以比比喻为一个个积分的过程。当当然,整个个过程是在在电脑的控控制下,由由3D打印机系系统自动完完成的。二、3D打打印的发展展历程1984年年,Chaa
4、rless Hulll开始研研发3D打打印技术,【11986年年】,他自自立门户,创创办了世界界上第一家家3D打印印技术公司司,也是现现在的3DD市场领军军者之一33D Syystemms 公司司(NYSSE: DDDD),同同年发布了了【第一款款商用3DD打印机】,22012年年1月,他他们收购了了另外两家家3D打印印公司Zccorp和和Vidaar Syystemms;1988年年,Scoott CCrumpp发明了FFDM(热热熔挤制成成型)技术术,并于11989年年成立了现现在的另一一家3D打打印上市公公司斯川塔塔斯Strratassys(NNASDAAQ:SSSYS),该该公司在11
5、992年年卖出了第第一台商用用3D打印印机。20012年44月,Sttrataasys还还收购了以以色列的OObjett公司,从从而成为【全全球最大】33D打印机机制造商。1989年年,美国麻麻省理工学学院的Emmanueel M. Sacchs和JJohn S. HHaggeerty等等在美国申申请了三维维印刷技术术的专利,之之后Emaanuell M. Sachhs和Joohn SS. Haaggerrty又多多次对该技技术进行完完善,形成成了今天的的三维印刷刷快速成型型工艺。1993年年,麻省理理工学院获获3D印刷刷技术专利利。1995年年,美国ZZCorpp公司(后后被3Dssyste
6、ems收购购)从麻省省理工学院院获得唯一一授权并开开始开发33D打印机机。1996年年,媒体第第一次使用用【3D打打印】这个个词来称呼呼当时的快快速成型机机,后来取取代了之前前的称谓,成成就了现在在流行的33D打印这这个概念;2005年年,市场上上首个高清清晰彩色33D打印机机Specctrumm Z5110由ZCCorp公公司研制成成功。2008年年,开源33D打印项项目【ReepRapp】发布“Darwwin”,3D打打印机制造造进入新纪纪元;同年年,Objjet 推推出Connnex 500,让让【多材料料】3D打打印成为可可能。2010年年11月,世世界上第一一辆由3DD打印机打打印而
7、成的的汽车Urrbee问问世。2011年年6月6日日,发布了了全球第一一款3D打打印的比基基尼。7月月,英国研研究人员开开发出世界界上第一台台3D巧克克力打印机机。8月,南南安普敦大大学的工程程师们开发发出世界上上第一架33D打印的的飞机。2012年年11月,苏苏格兰科学学家利用人人体细胞首首次打印出出人造肝脏脏组织。目前,美国国拥有世界界上的打印设设备,而中中国所占的的比例只有有,有着很很大的提升升空间。33D打印技技术在美国国已经产业业化,目前前全球有两两家3D打打印机制造造巨头,分分别Strratassys和33D Syystemms,均在在美国纳斯斯达克上市市,20111年营业业收入分
8、别别为1.77亿美元和和2.9亿亿美元。目目前国外33D打印机机制造商主主要有:商商用3D打打印机主要要制造商包包括Strratassys,OObjett Geoometrries,Z Coorporratioon, 33DSysstemss等。家用用3D打印印机主要制制造商有RRepraap,Maakerbbot IIndusstriees,Ulltimaaker,BBotmiill,FFabHHome等等。三、3D打打印为什么么近两年突突然热起来来2012年年3月199日,美国国总统奥巴巴马在卡内内基梅隆大大学宣布创创立美国“制造创新新国家网络络”计划。由由政府主导导、联邦政政府和工业业部
9、门共同同斥资100亿美元逐逐步建立115个“制造创新新中心”,组成创创新网络。2012年4月21日,英国经济学人刊文第三次工业革命,认为3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动第三次工业革命的实现。2012年8月16日,美国“国家增材制造创新中心”作为其首个“样板示范”创新中心剪彩成立。作为新技术研究、开发、示范、转移和推广的基础平台,号称要成为增材制造技术全球卓越中心并提升美国制造全球竞争力。至此,3D打印作为媒体和资本的新宠,风风火火地从幕后走向台前,发展如火如荼。从飞机、汽车、枪支、巧克力、比基尼到星球再造式的沙漠打印,让越来越多的人了解到3D打印技术,开始憧憬着未来革命性的技术将对
10、这个世界带来的影响。四、3D打打印国内外现状1、3D打打印国外现现状除了上面已已提到的国国外的企业业/高校及及产品,下下面再列举举一些比较较知名的:19966 年,33D Syystemms、Sttrataasys、ZZ Corrporaationn公司分别别推出 AActuaa 21000、Geenisyys、Z4402产品品,第一次次使用了“3D 打打印机”的称谓。22005 年,Z Cropporattion 发布Sppectrrum ZZ510,这这是世界上上第一台高高精度彩色色3D打印印机。同一一年,英国国巴恩大学学的Adrrian Bowyyer发起起开源3DD打印机项项目Repp
11、Rap,其其目标是制制造出“自我复制制机”,通过 3D 打打印机本身身,能够制制造出另一一台3D打打印机。22008 年,第一一版ReppRap发发布,代号号“Darwwin”,能够打打印自身550% 的的元件,体体积仅一个个箱子大小小。1)、国外外知名3DD打印企业业及机构产产品介绍德国EOSS公司的金金属粉末烧烧结机-EEOSEOSINNT M2270金属属激光烧结结系统,该该设备采用用EOS公公司研发的的DMLSS技术(DDirecct Meetal Laseer-Siinterring)进进行金属件件制作。EEOSINNT M2270激光光烧结系统统采用的是是Yb-ffibree激光发
12、射射器,具有有高效能、长长寿命等特特点。精准准的光学系系统能够保保证模型的的表面光滑滑度和准确确度。氮气气发生装置置以及空压压系统则使使设备的使使用更加安安全。技术术参数:最最大成型尺尺寸 2550mm250mmm215mmm;建造速度度 2-330mm33/秒;层厚 220-1000微米;激光发射射器类型 Yb-ffibree激光发射射器 2000W;光学系统统 F-tthetaa-lenns;扫描速度度最高速度度为7m/秒;支撑结构构无;电源 2220V,32A或380V,16A;最大功率 5500W;氮发生装置标准;压缩空气支持 7bar,20m3/小时;产品尺寸2000mm1050mm
13、1940mm;建议安装空间 3500mm3600mm2500mm;重量 1130kg;数据处理PC Windows操作系统;软件 EOS RP Tools.Magics RP(Materialise);CAD接口 STL或其他可转换的格式;网络以太网;产品认证 CE,NFPA;可使用材料 不锈钢材料 钴铬钼合金MP1 钴铬钼合金SP1 马氏体钢 钛合金 纯钛 超级合金IN718 铝合金。美国3D SYSTTEMS公公司这款sPrro 2550 SLLM商用型型金属3DD打印机为为目前比较较先进的制制造系统,能能够提供长长达为3220毫米(112.6英英寸)的高高工艺金属属零件,具具有出色的的表
14、面光洁洁度、精细细的功能性性细节与严严格的公差差。可以选选择广泛范范围的金属属合金使用用,包括铝铝和钛。ssPro 250 SLM商商用型金属属3D打印印机的应用用领域包括括产品质量量原型的功功能测试,具具有有机或或高度复杂杂的几何形形状。快速速小批量制制造金属部部件的其他他应用范例例包括:定定制医疗植植入物、轻轻量级航空空航天和赛赛车部件、高高效散热片片、带有随随形冷却管管道的注塑塑模具镶件件,以及牙牙帽、牙冠冠和牙桥。SSLM工艺艺使用高功功率激光逐逐层熔化直直接来自CCAD数据据的金属细细粉末,以以创建功能能性金属部部件。每一一层操作完完后重新喷喷粉机系统统将堆积厚厚度范围从从20到11
15、00微米米的一个新新粉末层。SSLM系统统采用市售售的气体雾雾化金属粉粉末产生完完全致密的的金属零件件,包括不不锈钢、钛钛、钴铬合合金及工具具钢的材料料。这些系系统在设计计伊始均考考虑到工具具库或工人人的需求,带带有一个简简单的触摸摸屏用户界界面,便于于管理粉末末处理系统统,结构坚坚固。只需需选择满足足客户特定定应用需求求的一种围围护结构与与材料。3D打印技技术在美国国已经产业业化,目前前有两家33D打印机机制造巨头头,分别是是Straatasyys(开发发制订行业业标准技术术之一FDDM)和33D Syystemms(3DD打印技术术的创始者者),均在在美国纳斯斯达克上市市,20111年营业
16、业收入分别别为1.77亿美元和和2.9亿亿美元。22011年年3D打印印市场规模模17.11亿美元。不不过,这一一数字仅占占全球制造造市场的00.02%。以色列obbjet公公司Objett是快速成成型和快速速制造的光光固化技术术先锋,开开发者,生生产商及高高精度,高高分辨率三三维打印方方案的全球球市场推广广者。Obbjet系系统都是基基于经过市市场证明的的自身专利利技术的光光敏树脂喷喷射技术,使使得极为复复杂的三维维部件都可可以以高品品质,高精精度和高速速度打印出出来。Poolyjeet的打印印头类似于于行式打印印机,沿着着X轴前后后滑动,在在成型室里里铺上一层层超薄的光光敏树脂。每每铺完一
17、层层后,喷头头架边上的的紫外光球球立即发射射紫外光,快快速固化和和硬化每层层光敏树脂脂。这一步步骤减少了了使用其他他技术所需需的后处理理过程。每每打印完一一层,机器器内部的成成型底盘就就会极为精精确地下沉沉,而喷头头继续一层层一层地工工作,直到到原型件完完成。精密密的工具软软件保证了了所有的喷喷头能协调调运作,能能同步地往往底盘上喷喷射等量的的材料。这这就产生了了特别平坦坦和光滑的的表面。成成型时使用用了两种不不同的光敏敏树脂材料料:一种是是用来成型型实体部件件的成型材材料,另一一种类胶体体的用来支支撑部件的的支撑材料料。支撑结结构的骨架架先提前预预排好程序序用来配合合复杂的成成型件(如如空腔
18、,悬悬垂,底切切,薄壁的的截面)。成成型完成后后,只用一一个水喷头头就可以轻轻易地移除除支撑材料料,留下光光滑的表面面。南非科工研研究理事会会国家激光光中心该中心研究究人员在激激光添加制制造技术(AAddittive Manuufactturinng),一一种最新的的快速成型型制造技术术上取得突突破。该项项技术的概概念试验论论证显示,其其生产速度度是现有的的可商业化化的选择性性激光烧结结技术的88.3倍。目目前,利用用该技术可可以生产不不超过5000毫米的的小尺寸部部件,而当当日揭牌的的Aerooswifft项目将将致力于制制造2mxx0.5mm 的大尺尺寸部件。这这将有助于于南非航空空制造公
19、司司Aeroosud在在三年内跻跻身世界航航空结构件件制造的先先进行列。南南非科工研研究理事会会与Aerrosudd公司共同同承担了南南非科技部部资助的AAerosswiftt项目,旨旨在开发制制造速度快快批量大的的激光添加加快速成型型技术,为为全球航天天业制造金金属钛部件件。Aerroswiift项目目的关键是是5千瓦IIPG单光光纤激光二二极管发生生器,它是是激光添加加制造技术术的核心。国国家激光中中心希望在在20122年底、22013年年初完成该该项技术设设备的安装装与测试工工作,之后后将其拆分分,运至CCentuurionn的航天谷谷,在那里里重新组装装并投入生生产。南非非Aeroos
20、ud公公司总经理理在谈到其其发展目标标时表示,22013年年该技术将将在试验厂厂投入使用用,然后再再用一至两两年时间进进行实际开开发并获得得生产资质质,20115年实现现与全球航航空公司合合作,为其其提供小批批量、高附附加值、复复杂的钛金金属部件。2)、国外外3D打印案案例2010年年3月,一一位名为恩恩里科迪尼(EEnricco Diini)的的发明家设设计出了一一种神奇的的3D打印印机,它甚甚至可以“打印”出一幢完完整的建筑筑。据恩里里科迪尼介绍绍,这种打打印机的原原料主要是是沙子。当当打印机开开始工作时时,它的上上千个喷嘴嘴中会同时时喷出沙子子和一种镁镁基胶。这这种特制的的胶水会将将沙子
21、粘成成像岩石一一样坚固的的固体,并并形成特定定的形状,然然后只需要要按照预先先设定的形形状一层层层喷上这种种材料,最最终就可以以“打印”一个完整整的雕塑或或者教堂建建筑。美国南加州州大学Beehrokkh Khhoshnneviss教授预计计,截至22050年年,使用石石灰、水泥泥为耗材的的“3D打印印房子”将实现,220小时内内就能打印印出一套房房子,住5510年年都没有问问题。意大利设计计师Marrco GGiubeelli使使用三维打打印机,帮帮助客户打打印出了一一个90米米长大坝的的3D模型型,展示大大坝建成后后的样子。2011年年,世界上上首款应用用3D打印印技术的汽汽车“Urbee
22、e”在经过115年的艰艰苦研制后后在加拿大大亮相,这这辆名为“Urbeee”的汽车包包括玻璃嵌嵌板在内的的所有外部部组件都是是通过大型型3D打印印设备生产产。 22012年年8月,世世界上第一一辆3D打打印赛车“阿里翁”,在德国国霍根海姆姆赛道完成成测试,最最高时速达达141公公里。从设设计到打印印,“阿里翁”车身的出出炉仅用时时3周,所所使用的33D打印机机,能打印印最大尺寸寸达到21106880厘米米的零部件件。威斯康星州州工程师、业业余枪械师师迈克尔格斯林克克(Micchaell Gusslickk)日前使使用Strratassys 33D打印机机以及从网网络上下载载的设计图图,成功打打
23、印出了AAR-155步枪的下下机匣,并并把它变成成了一支枪枪。迈克尔尔不是使用用打印机来来打印整只只枪,步枪枪的其他部部分,则是是利用标准准部件组装装而成。迈迈克尔提供供了一个早早期步枪模模型的图片片,展示了了一个打印印的热塑下下机匣,以以及购买的的金属上枪枪匣、枪管管、枪柄和和弹盒等。当当然,迈克克尔也没有有制作弹药药。但随着着低端打印印机可以打打印金属和和陶瓷材料料,可能有有一天,人人们可以打打印出一把把完整的枪枪。一款枪枪械的设计计蓝图,发发布在网络络上供人任任意下载,你你使用家庭庭自备的机机器就可以以把枪的所所有零件制制造出来这是22012年年8月在网网络上发起起的“维基武器器”项目,
24、发发起者希望望把制枪变变成一种家家庭作坊式式的工作,而而这一切都都赖以一项项名为“3D打印印”的技术。首款“3DD打印小飞飞机”SULSSA已于22011年年在英国成成功试飞。据据悉,这架架由英国南南安普敦大大学工程师师制造的世世界上第一一架“3D打印印”小型无人人驾驶飞机机,包括22米长的机机翼、整体体控制面和和舱门均是是打印而成成,可以在在几分钟内内不使用任任何工具就就组装完毕毕。美国福布布斯杂志志报道称,空空客公司的的机舱设计计师近日宣宣称将从打打印飞机的的小部件开开始,最终终在20550年左右右用3D打打印机打印印出整架飞飞机。今年年年底A3380客舱舱将首次使使用3D打打印机生产产的
25、行李架架;预计22050年年左右,空空客将利用用3D打印印机造出整整架飞机的的所有零件件。据称,其其打印机的的体型可与与飞机库大大小比肩,打打印技术制制造的飞机机重量将比比传统型减减轻65%。几乎在在同时,波波音公司也也宣告未来来有能力利利用3D打打印技术,不不使用任何何金属即可可打造一块块完整的飞飞机机翼。医疗行业也也已利用33D打印机机进行手术术用骨骼部部件的打印印。据英国国广播公司司(BBCC)网站22012年年2月6日日报道,22011年年6月,荷荷兰一位颚颚骨感染的的83岁老老人成功安安装3D打打印机使用用MRI数数据打印的的定制下巴巴植入物。比比利时哈塞塞尔特大学学宣布,比比利时和
26、荷荷兰的科学学家利用三三维(3DD)打印技技术制成了了首个完整整的钛基下下颚,并成成功将其移移植给了一一位83岁岁的老妇,这这表明精准准的3D打打印技术可可用于人体体骨骼和器器官的移植植。科研人人员通过核核磁共振成成像(MRRI)获取取了病患下下颚的准确确形状,并并利用激光光烧结3DD打印机融融化钛微粒粒,使其一一层层融合合,直至重重塑出病患患下颚的模模型,却无无需使用任任何黏合剂剂。这种名名为“附加生产产”的技术利利用高精度度激光束,连连续熔化很很薄的钛金金属粉末来来制造器官官。每层钛钛粉末都与与上一层的的截面黏合合。1毫米米厚度需要要熔化333层钛金属属粉末,而而制造整个个下颚则需需要熔化
27、数数千层钛粉粉末。其外外面也覆盖盖了与生物物相容的陶陶瓷层,以以便它附着着于患者的的面部。与与传统的制制造方法相相比,3DD打印技术术使用的材材料更少,生生产时间也也更短。此此前最大规规模的3DD打印移植植是20008年于芬芬兰实施的的半个上颌颌骨移植,科科学家通过过将3D打打印的钛微微粒融入干干细胞中,并并植入病患患的腹部才才培养出了了与生物兼兼容的组织织。比利时时3D打印印公司Laayerwwise的的总经理彼彼得莫瑟里斯斯也表示,这这仅仅是个个开始,“附加生产产”技术可使使LayeerWisse生产出出更复杂的的、符合病病人需求的的器官或移移植物,在在未来应用用于更广范范围的移植植手术,
28、而而不仅限于于人类骨骼骼结构的移移植。德国夫琅禾禾费界面工工程与生物物工程研究究所研究人人员说,他他们正在开开发用立体体打印机打打印血管的的新技术。利利用3D打打印和多光光子聚合技技术成功“打印”出了人造造血管。3D打印版版的假肢已已帮助3万万名病人正正常行走,11000万万人正使用用3D打印印技术扫描描患者耳朵朵轮廓后量量身定做的的助听器,牙牙医业扫描描病患的每每颗牙齿并并使用3DD打印机制制造透明的的隐性矫治治牙箍。实际应用中中,3D打打印机的耗耗材还并不不是很丰富富,但应用用骨粉、细细胞介质和和生物墨水水作为耗材材的3D打打印技术也也已被研发发出来,然然而距离大大规模的生生产还有待待时日
29、。但但这些耗材材竟然可以以“打印”出人体的的骨骼、器器官甚至是是鲜肉,真真真让人惊惊叹。“骨骼打印印机”产生的人人造骨骼,除除了精确仿仿真破损的的骨骼区块块,植入人人体以后还还能帮助受受损的骨骼骼修补愈合合,甚至能能促使血管管再生,作作用类似桥桥梁。3D打印做做成的鲜肉肉特别有弹弹性,而且且烹饪后肉肉质松散有有嚼头,丝丝毫不逊于于真正的肉肉,就连肉肉里的微细细血管都能能打印出来来。人们吃吃到“3D肉”的日子不不会太远,因因为美国泰泰尔基金会会近日已投投资成立了了“鲜肉3DD打印技术术公司”,希望能能够为大众众提供安全全放心的猪猪肉产品。今今年7月,英英国每日日邮报报报道称,美美国宾夕法法尼亚大
30、学学宣布用改改进的3DD打印技术术打印出了了鲜肉,这这种利用糖糖、蛋白质质、脂肪、肌肌肉细胞等等原材料打打印出的肉肉具有和真真正的肉类类相似的口口感和纹理理,就连肉肉里的微细细血管都能能打印出来来。 英英国研究人人员也研制制出一种能能打印塑料料或金属材材质物体的的立体打印印机。这种种打印机可可以安装在在商店里,让让顾客打印印自己设计计的首饰甚甚至衣服和和鞋子。法国学生卢卢克富萨罗日日前设计了了一款高科科技跑鞋。这这款名为“为冠军设设计”的跑鞋通通过“附加制造造技术”打造而成成,材料主主要是尼龙龙聚酰胺,重重量只有996克,堪堪称全世界界最轻的跑跑鞋。附加加制造技术术又称“3D立体体打印技术术”
31、或者“激光快速速成型技术术”。荷兰时尚设设计师IrrisvaanHerrpen发发布了他用用3D打印印机制作的的锦纶立体体服装。美国康奈尔尔大学研究究人员研制制出一种食食物打印机机,使用奶奶酪、巧克克力、蛋糕糕糊等特殊殊“墨水”。可以制制作出饼干干、苹果派派等多种食食物。德国小提琴琴制作公司司用3D打打印技术制制作出了一一把斯特拉拉迪瓦里小小提琴的复复制品。纽约一家利利用3D技技术生产消消费品的公公司Quiirky拥拥有20万万的注册用用户,他们们在线搜集集用户的创创意,产品品设计图纸纸,用3DD打印机以以最快的速速度成型,设设计者常从从一个创意意就获得不不少的收入入,有的用用户一年能能赚几万
32、美美元。美国加利福福尼亚州的的Legaacy EEffecct公司,利利用Objjet 33D打印机机为电影特特效片段制制造3D模模型和原型型,为演员员量身定制制可以完全全适合演员员的脸、颈颈部和头部部的道具,在在电影侏侏罗纪公园园、阿阿凡达、钢钢铁侠以以及复仇仇者联盟中中都有应用用。日本一家公公司推出了了面向个人人的“Babyy复原服务务”,只需提提供婴儿在在母亲肚子子里的X光光照片,他他们便可以以复原成三三维图像后后,打印出出一个肚子子里的婴儿儿模型作为为纪念。2、3D打打印国内现现状中国从19994年开开始研究33D打印,北北京隆源公公司于19995年成成功研发了了一台AFFS激光快快速
33、成型机机,随后华华中科技大大学也研制制出了SLLS快速成成型机。中国3D打打印技术产产业联盟由亚洲制造造业协会联联合华中科科技大学、北北京航空航航天大学、清清华大学等等权威科研研机构和33D行业领领先企业共共同发起的的中国3DD打印技术术产业联盟盟正式宣告告成立:20122年10月月15日下下午,由亚亚洲制造业业协会组织织召开的中中国3D打打印技术研研讨会在北北京国际饭饭店举行,与与会专家学学者和企业业家分别就就“3D打打印技术的的现状与前前景展望”、“33D打印技技术与传统统制造业结结合”,“我我国3D打打印技术与与国际差距距”,“33D打印技技术的技术术障碍和应应用”等议议题展开深深入研讨
34、。在研讨会会上,通过过了中国国3D打印印技术产业业联盟章程程,选举举产生了组组织机构,北北京航空航航天大学材材料学院王王华明教授授被推举为为首任理事事长,华中中科技大学学史玉升教授授被推举为为第一副理理事长,亚亚洲制造业业协会CEEO罗军,湖南南华曙高科科有限公司司总裁许小小曙,南京紫紫金立德电电子有限公公司总裁连连宁被推举举为副理事事长,清华华大学颜永永年教授被被推举为首首席顾问,武武汉滨湖机机电科技公公司、中航航激光公司司、无锡飞飞而康快速速制造公司司,杭州铭铭展网络公公司、昆山山永年先进进制造公司司、以色列列objeet公司被被推举为创创始会员。与与会专家一一致认为,33D打印技技术作为
35、制制造业领域域的一次重重大技术革革命,已经经广泛应用用到航空航航天等军事事领域和大大型复杂构构件的一次次成型制造造,是传统统制造技术术与新材料料的完美结结合。当前前,我国在在3D打印印技术的核核心领域已已经与美国国3D公司司,以色列列objeet公司等等国际巨头头基本处于于同一水平平。但是,在在材料和软软件开发,装装备等方面面,还有一一定的差距距。据了解,国国内快速成成型系统的的科研团队队主要包括括清华大学学颜永年团团队、华中中科技大学学史玉升研究究团队、西西安交通大大学卢秉恒恒团队,及及北京航空空航天大学学王华明团队队等。北京航空航航天大学北京航空航航天大学材材料学院王王华明教授授是国内激激
36、光成型技技术的领军军人物。王王华明教授授:航空材材料与结构构研究部“首席科学学家”,国内激激光制造的的学术带头头人,“北航团队队”领头人,在在钛合金结结构激光快快速成型工工艺、成套套工艺装备备及工程化化的研究方方面有十多年的的研究经验验。从媒体体报道及学学术文章看看,王教授授提出“激光光熔覆多元元多相过渡渡金属硅化化物高温耐耐磨耐蚀多多功能涂层层材料”研研究新领域域,研制出出迄今世界界最大、拥拥有核心关关键技术的的飞机大型型整体钛合合金主承力力结构件激激光快速成成形工程化化成套装备备,制造出出中国最大大的大型整整体钛合金金飞机主承承力结构件件,并通过过装机评审审。我国成成为目前世世界上唯一一掌
37、握飞机机钛合金大大型主承力力结构件激激光快速成成形技术并并实现装机机应用的国国家。王教授论文文主要集中中在激光加加工航空部部件领域,研研究主要集集中在工艺艺和材料上上(目前研研究方向为为“定向生长长柱晶钛合合金激光区区域约束熔熔铸冶金材材料制备与与发动机叶叶片等复杂杂零件激光光直接成型型新技术”等。但由由于技术的的相通性,其其成果也可可以应用于于其它大型型金属结构构件)。在在该领域的的研究领先先全球,具具备产业化化基础。北航与沈飞飞601所所研制出全全世界最大大的激光成成型钛合金金主承力结结构件:在解决激光光成形过程程中零件严严重“变形形开裂”和和内部缺陷陷和内部组组织”控制制等长期制制约该技
38、术术发展的重重大“瓶颈颈难题”上上,除北京京航空航天天大学取得得了可喜突突破外,国国内外迄今今一直未能能取得实质质性进展,致使目前前大型金属属构件激光光快速成形形技术研究究在国际上上落入“低低潮”,国国际上大部部分从事激激光快速成成形技术研研究的单位位大多转向向零件“激激光修复”领领域。南风股份2012年年8月25日日,南风股股份公告决决定投资“重重型金属构构件电熔精精密成型技技术产业化化项目”。 据披露,这种技术广义的说法就是国际上流行的3D打印技术,以金属粉末、丝材为原料,通过高能束熔化沉积“直接生长”,从CAD模型完成高性能重大型金属构件成型。项目总投资为1.7亿元,内容包括重型金属构件
39、电熔精密成型技术的研发、工程化装备的研制以及产业化的实施,应用前景在核电、火电、水电、冶金、化工、船舶等行业高端重型装备制造等领域。所需资金由控股51%的子公司南方风机研究所自筹。而南方风机研究所的二股东、持股31%的王华明可谓该3D打印领域国内最权威的专家之一,王华明现任北京航空航天大学材料科学与工程学院教授、博士生导师、“北京市大型关键金属构件激光直接制造工程技术研究中心”主任、“大型整体金属构件激光直接制造教育部工程研究中心”主任。银邦股份银邦股股份亦是同同样在借力力的淘金者者。20112年8月月15日,银银邦股份与与无锡安迪迪利捷贸易易有限公司司签订框架架协议,合合资成立飞飞而康快速速
40、制造科技技有限责任任公司,新新公司主营营业务暂定定为高密度度、高精度度粉末冶金金零件、各各类新材料料与复杂部部件的研发发、生产、销销售。其中中主营业务务中有部分分产品涉及及激光快速速成型技术术,该技术术是金属33D打印技技术中的一一种。将利利用3D打打印技术之之一的激光光快速成型型技术,生生产高密度度、高精度度粉末冶金金零件以及及医疗器械械零部件等等产品。资资料显示,银银邦股份的的合作伙伴伴无锡安迪迪利捷贸易易有限公司司的实际控控制人为吴吴鑫华,现现任英国伯伯明翰大学学多学科研研究中心教教授、先进进材料设计计和加工研研究室主任任以及英国国材料协会会院士。 华华中科技大大学1990年年,华科王运
41、运赣教授在在美国参观观访问时接接触到了刚刚问世不久久的快速成成型机。最最初,王运运赣教授想想从最早出出现的基于于光敏树脂脂原料的光光固化立体体成型技术术做起。然然而,液态态光敏树脂脂材料价格格太高,华华中科技大大学的快速速制造中心心,转攻以以纸为原料料的分层实实体制造技技术(LOOM)。19911年,华中中科技大学学(当时的的华中理工工大学)在在时任校长长、已故著著名机械制制造专家黄黄树槐的主主持下,成成立快速制制造中心,研研发基于纸纸材料的快快速成型设设备。19994年,华华中科技大大学快速制制造中心研研制出国内内第一台基基于薄材纸纸的 LOOM样机,11995年年参加北京京机床博览览会时引
42、起起轰动。LLOM技术术制作冲模模,其成本本约比传统统方法节约约1/2,生生产周期也也大大缩短短。目前,华中中科技大学学史玉升研研究团队正正力图通过过武汉滨湖湖机电技术术产业有限限公司使研研究成果商商业化,滨滨湖机电的的股东中就就有资本市市场声名显显赫的深圳圳创新投资资集团。在在经过近220年的研研发,国内内的3D打打印设备也也在不断取取得突破,华中科技技大学材料料学院副院院长史玉升升教授的研研究团队开开发的1.2米1.2米米的“立体体打印机”(基于粉末床的激光烧结快速制造装备),是目前世界上最大成形空间的快速制造装备,远远超过国外同类装备水平,并因此获得2011年国家技术发明二等奖。据了解,
43、从从19911年开始,华华中科技大大学研究团团队开始快快速制造技技术研发工工作,20002年开开发出工作作面为05米05米的装备备,超过了了当时代表表国际最先先进水平的的美国3DD系统公司司;20005年研制制出了工作作面达1米米1米的装备备,远远超超过国外同同类装备。随随后,史玉玉升研究团团队在“大大工作面粉粉床预热温温度场均匀匀控制装置置及方法”和和“高强度度大型激光光烧结制件件的粉末材材料制备及及成形工艺艺”等影响大大型复杂制制件整体成成形的关键键技术方面面取得了突突破,研制制成功工业业级的12米12米快速制制造装备,这这是世界上上最大成形形空间的此此类装备,超超过德国EEOS公司司最大
44、成形形空间073米0038米米和美国33D系统公公司0555米0055米米的同类产产品,使我我国在快速速制造领域域达到世界界领先水平平。这项技技术与装备备的研发解解决了新产产品开发周周期长、成成本高、市市场响应慢慢、柔性化化差等问题题,尤其适适合动力装装备、航空空航天、汽汽车等高端端产品上关关键零部件件的制造。如如空心涡轮轮叶片、涡涡轮盘、发发动机排气气管、发动动机缸体和和缸盖,企企业一旦拥拥有此技术术,其产品品更新换代代能力明显显改善,竞竞争力可以以显著提高高。史玉升升教授研究究团队的重重要骨干黄黄智告诉记记者,广西西玉柴机器器股份有限限公司运用用该技术生生产六缸发发动机缸盖盖,一个星星期内
45、可以以整体成形形出四气门门六缸发动动机缸盖砂砂芯。而采采用传统的的砂型铸造造试制方法法,仅工装装模具的设设计制造周周期通常需需要5个月月左右。据悉,已有有200多多家国内外外用户购买买和使用这这项技术及及装备,为为我国关键键行业核心心产品的快快速自主开开发提供了了有力手段段。我国一一些铸造企企业应用该该技术后,将将复杂铸件件的交货期期由传统的的3个月左左右缩短到到10天左左右,我国国发动机制制造商将大大型六缸柴柴油发动机机的缸盖砂砂芯研制周周期由传统统方法的55个月左右右缩短至一一周左右。2010年该技术被欧洲空客公司(Airbus)等单位选中,联合承担了欧盟框架七项目,用于辅助航空航天大型钛
46、合金整体结构件的快速制造。华中科技大大学材料学学院副院长长、快速制制造中心主主任史玉升升教授表示示,开发大大成形空间间的激光快快速制造技技术与装备备是国际先先进制造领领域的一个个竞争方向向,也是决决定快速制制造技术走走向工业化化应用的难难点之一。这这种基于粉粉末床的激激光烧结“立立体打印”技技术,获得得了20111年国家家技术发明明二等奖,1.2米1.2米工作面的世界最大“立体打印机”入选两院院士评选的2011年中国十大科技进展。快速制造中中心引进机机械、信息息、光学、计计算机、自自动控制、力力学、新型型材料等领领域的人才才,开展交交叉学科研研究。200年来,快快速制造中中心已从最最早的不到到
47、10人,发发展到1000多人,成成为目前华华中科技大大学最大的的研发团队队之一,人人员构成涉涉及多个学学科。近来来,快速制制造中心主主攻生物制制造的博士士生张升十十分忙碌。多多家医院希希望与他展展开合作,利利用相关技技术来制作作牙齿。这这不但可以以降低传统统造牙的成成本,还可可以一对一一地订制假假牙齿。浙浙江某饰品品公司的负负责人也专专程前往该该中心,希希望能得到到技术支持持。上海交大上海交大(上海交通通大学机械械与动力工工程学院)3D打印印实验室,打印材料料是PSBB塑料、液态光敏敏树脂,打打印头骨模模型。上海交通通大学机械械与动力工工程学院、数数字医学教教育部工程程研究中心心副主任王王成焘
48、教授授、袁建兵。王成焘认认为,自己己在骨科的的研发已基基本成熟,如如今,他们们计划开拓拓新的领域域:组织、器器官。国外外的一些科科研团队、IIT企业已已成功实现现了器官在在计算机的的三维重建建、手术设设计等。要要3D打印印组织、器器官,软件件的开发是是基础工程程。天津大学承担为宇航航员量身打打造“赋型型缓冲减振振坐垫”任任务的天津津大学快速速成型中心心。首位女航航天员与另另外两位男男航天员的的座垫由天天津大学快快速成型中中心承担研研制。西安交大1992年年,西安交大大卢秉恒教教授(国内3DD打印业的的先驱人物物之一)赴美美做高级访访问学者,发发现了快速速成形技术术在汽车制制造业中的的应用,回回
49、国后随即即转向研究究这一领域域,19994年成立立先进制造造技术研究究所。19995年99月18日日,卢秉恒恒教授(现现为中科院院院士)的的样机在国国家科委论论证会上获获得很高的的评价,并并争取到“九九五”国家家重点科技技攻关项目目250万万元的资助助。19997年,卢卢秉恒团队队卖出了国国内第一台台光固化快快速成型机机。湖南华曙高高科技有限限责任公司司(许小曙曙)一台国产选选择性激光光尼龙烧结结设备在湖湖南长沙下下线并首次次出口美国国,标志着着我国在这这项尖端装装备制造领领域取得了了重大技术术突破。在在湖南长沙沙高新技术术产业开发发区湖南华华曙高科技技有限责任任公司(下下称华曙高高科)的生生产车间,中中国工程院院