工业化打印技术上市公司
❶ 3D打印领域的过往技术与发展方向
3D打印技术——改变世界格局的源动力
随着人类文明的发展以及文化、艺术、生产工具及技术的进步,社会经济不断向前发展。在几千年的历史长河中,中国以其卓越的文明遥遥领先于世界各国,特别是经济实力尤为突出。从英国人安格斯·麦迪森所著《世纪经济千年史》中我们可以看到,中国经济总量占世界经济的比重,公元1000年为22.7%,公元1500年为25%,公元1600年为29.2%,东方文明领先于西方世界。
然而这一格局在17世纪以后发生了根本性的变化。随着资本主义制度在英国的确立,蒸汽机开始应用于生产领域,机器生产代替手工生产,整个世界从“手工业时代”跨入“蒸汽时代”,第一次工业革命拉开大幕,极大地推动了欧洲各国的经济发展。由于生产方式的改变,生产能力得到大幅提高,国内市场无法及时消化日益增长的商品生产需求,于是英、法、德、意、荷等资本主义国家纷纷向亚、非等其他各洲拓展殖民地,寻找新的市场与原料供应地。以英、法、德、意、荷为代表的欧洲文明已经赶超亚洲,从而形成东方从属于西方的局面,可谓制造改变世界格局。最具实质性的变化发生在第二次工业革命到20世纪中叶期间。1870年以后,由于电力的广泛应用,世界由“蒸汽时代”迈向“电气时代”,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了世界经济的发展。特别是美国的崛起,足以说明制造业对一个国家的发展有着重要的作用。18世纪末,独立后的美国开始仿效英国走工业化现代化之路。美国意识到,只有致力于制造业的发展,才能跻身于世界大国的行列。19世纪上半叶, 美国最主要的发展便是创立新的工厂体制。比如,它将原有的分散制作过程加以合并,实行新的分工,而后将制造某种商品的所有工序集中在一个工厂,置于统一的管理之下。经过一百余年的发展,到19世纪末,世界金融中心由伦敦转移至纽约,美国成为世界上最发达的国家以及世界第一经济大国。可以说,制造业不仅改变着世界格局,而且其发展水平还决定着一个国家的发达程度。如美国68%的财富便来自于制造业,国民总产值的49%是制造业提供;中国自改革开放以来制造业得到迅猛发展,2011年,我国高技术制造业年总产值达9.2万亿元,约占我国GDP比重的19.51%,加工贸易出口总产值达8354亿美元,约占我国GDP比重的11.2%。由此可见,制造业的发展不仅为老百姓的日常生活提供了保障,也为提升我国的综合国力奠定了基础。
自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来,世界经济似乎始终都未走出低谷,尽管期间也曾多次试图反弹,但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明,在全球经济陷入衰退之时,正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振,表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展,变革将成为生产关系新的动力。
今年以来,对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米·里夫金称,互联网与新能源的结合,将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出,3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命到来的标志。
3D打印技术属于一种非传统加工工艺,也称为增材制造、快速成型等,是近30年来全球先进制造领域的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统切削等材料的“去除法”不同,3D打印技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体。该技术将三维实体变为若干二维平面,大大降低了制造复杂程度。理论上,只要在计算机上设计出结构模型,就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、汽车制造、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内部结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道等)的快速制造,符合现代和未来的发展趋势。
3D打印技术的起源与发展
3D打印技术的核心制造思想最早起源于美国。早在1892年,J.E.Blanther在其专利中曾建议用分层制造法构成地形图。1902年,Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年,Perera提出了在硬纸板上切割轮廓线,然后将这些纸板粘结成三维地形图的方法。20世纪50年代之后,出现了上百个有关3D打印的专利。80年代后期,3D打印技术有了根本性的发展,出现的专利更多,仅在1986-1998年间注册的美国专利就有24个。1986年Hull发明了光固化成型(SLA,Stereo lithography Appearance ),1988年Feygin发明了分层实体制造,1989年Deckard发明了粉末激光烧结技术( SLS,Selective Laser Sintering),1992年Crump发明了熔融沉积制造技术(FDM,Fused Deposition Modeling ),1993年Sachs在麻省理工大学发明了3D打印技术。
随着各类3D打印专利技术的不断发明,其相应的生产设备也被相继研发而出。1988年,美国的3D Systems公司根据Hull的专利,生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250(光固化成型机),开创了3D打印技术发展的新纪元。在此后的十年中,3D打印技术蓬勃发展,涌现出了十余种新工艺及相应的3D打印设备。1991年,Stratasys的FDM设备、Cubital的实体平面固化(SGC,Solid Ground Curing)设备和Helisys的LOM设备都实现了商业化;1992年,DTM(现在属于3D Systems公司)的SLS技术研发成功。1994年,德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备;1996年,3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua 2100;同年,Z Corp也发布了Z402 3D打印机。总体而言,美国在设备研制、生产销售方面占全球主导地位,其发展水平及趋势基本代表了世界的发展水平及趋势。欧洲和日本也不甘落后,纷纷进行相关技术研究和设备研发。当时虽然台湾大学拥有LOM设备,但台湾各单位及军方引进安装的是SL系列设备,香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备,其重点是有关技术的应用与推广。
3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式,也代表了目前全球最前沿的科学技术。邓小平说过,科学技术是第一生产力。党和国家历来重视科技产业的发展。在上世纪80年代中期,党中央、国务院就提出了实施了高技术研究发展计划,对中国未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域,确立了15个主题项目作为突破重点,以追踪世界先进水平。在这种形势下,国内最早专业从事3D打印领域的北京隆源自动成型有限公司于1994年成立,公司注册资金200万美元,专门进行快速成型设备的研发和销售,并于创建当年便成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。
3D打印的技术与装备水平
在装备的研发方面,德国、美国和日本在该领域处于世界领先水平,并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印设备的知名企业,如德国EOS、美国3D Systems以及日本CMET公司。其中,3D Systems公司生产的SLA装备在国际市场上占最大比例。该企业自1988年以来相继推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA装备(最大形成空间达到1500×750×550mm),其主要技术优势为装备使用寿命长(5000小时以上),成型精度高(层厚可达0.025mm),成型效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA装备使用紫外线光源的常规,率先使用680nm左右波长的半导体激光器作为光源,大大降低了SLA装备的成本。在SLS装备方面,德国EOS公司和美国3D Systems公司是世界上该技术的主要提供商。成型材料由早期的高分子材料拓展至金属、陶瓷等功能材料,成型精度约为0.1-0.2mm,成型空间逐渐增大,最大台面超过500mm。在金属直接3D打印方面,世界范围内已经有多家成熟的装备制造商,包括德国EOS公司(EOSING M270)和Concept laser公司(M Cusing系列)、美国MCP公司(Realizer系列)及瑞典Acram公司(EBM装备)。
中国从20世纪90年代初开始进入3D打印的研究与发展。北京隆源公司自1994年研制成功第一台激光快速成型机开始,便倾力开发选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速成型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laser Core-5100、5300、7000等型号的SLS装备(最大成型空间为1400×700×400mm),目前拥有110多家设备用户及100多家加工服务用户,市场主要集中在航空航天、汽车制造、军工和铸造行业等。
作为公司总经理兼总工程师的冯涛,毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年,他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。在他的带领下,北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法,如今,冯涛又着手研究金属粉末在SLS技术中的应用,并取得了一定的成效。在他看来,实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对3D打印技术在用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件中的更广泛的应用具有特别重要的意义。冯涛认为,SLS成型技术在金属材料领域中的研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料、非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。可以预见的是,随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。
作为国内最早实现3D打印技术产业化、服务化的公司,从创建至今在3D打印设备与材料应用中所取得的累累业绩及为中国3D打印行业发展所起到的推动作用来看,北京隆源都可以称为中国3D打印技术的引领者:
1994年成功制造了中国第一台SLS快速成型设备,专门进行快速成型设备的研发和销售;1995年通过北京市科委组织的专家鉴定;1997年,用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功,进入复杂金属结构件的快速开发领域; 1998年参加科技部的快速成型示范服务中心项目,设备被二家服务中心选中;2000年,研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺,为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础,金属材料直接成型技术进入实质开发阶段;2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究;2004年与华南理工大学合作开展选区激光熔化金属成型技术。目前均可制造出密度100%的不锈钢和Ni基合金钢零件;2003年,推出大尺寸快速成型设备AFS-450,软硬件较AFS-320有22项重大改进。设备更稳定、可靠、人性化、速度更快、精度更高,成为企业用户的首选设备;2005年推出AFS-500,成型尺寸125立升,当年形成销售,并推出可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡,与传统的精密铸造无缝连接,解决了钛合金快速铸造表面粗糙的问题;2008年,开发完成AFS-700成型设备,成型尺寸245立升,是当时最大尺寸的激光粉末烧结设备,满足了绝大部分精密铸件尺寸的要求。设备采用全新的上料铺粉方式,单向铺粉时间减小一半,无需中间加料。设备当年形成销售;2009年,激光烧结砂实现突破。成型砂芯的强度和发气量均达到铸造要求。开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机;2010年,Laser Core-5300样机开发完成,开始试销。
3D打印技术广泛的应用领域
作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术,3D打印技术现已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是,该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。以下,我们可以从几个主要的领域来一窥3D打印技术的广泛应用。
航空航天:航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,传统方法难以制造。因此,3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外,3D打印技术于该领域很早便有应用。如:美国波音公司将3D打印技术与传统铸造技术相结合,制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件;通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件;比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统,其一次性最大加工尺寸可达2200mm。而在国内,北京隆源则凭借自身的技术优势,为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道(最大高度达到2800mm)、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务:1996年,第一台商品化SLS快速成型机销往北京航空材料研究院,并成功应用于军用航空新产品的开发;1999年,第二代商品化设备AFS-320成功推向市场。快速成型的应用逐步展开,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务,如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氢发动机、卫星陀螺仪框体等。
军事工业:3D打印技术和传统制造技术相比,具有简单、易操作等特点,特别是对于一些新材料的加工,成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好、耐高温等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件的刚强度。所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型,取得了良好的效果。在我国,钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等制造。1999年,北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术,参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务,如:JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器,红外制导仪观测镜壳体等;2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究,从而进一步推动了我国军事工业的发展。
汽车制造:在国外,3D打印技术在汽车制造领域已有很多成功案例,如德国奥迪汽车公司(Audi)使用3D打印技术成功地使用KUKA机器人制造出了Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展,汽车产量迅猛增长,一些关键性零部件也日趋复杂化、大型化和轻量化,这便要求实现零部件的整体化和集成化制造。而采用模具进行翻砂制模的传统工艺,使得模具越来越复杂,活块数量也急剧增加,这些因素在一定程度上都制约了我国汽车工业的发展。为此,引领国内3D打印技术的北京隆源的技术团队展开了3D打印技术于汽车发动机制造领域的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件,其最大特点一个是成型过程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件。此外,SLS技术成型材料广泛,特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通过与铸造技术结合,快速铸造出发动机的部件。SLS技术与铸造技术的结合,衍生出快速铸造技术,可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点,可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验,有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性,可在设计开发阶段低成本地即时修改,以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量,其快速成型原材料的多元性,为产品开发阶段提供了不同的工艺组合,由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合,有助于降低开发成本,其组合工艺的快捷性,支持产品更新换代频次的提高,有助于推动产品早日进入市场。利用3D打印技术,为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等,不仅制造速度快而且精度高,从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今,国内众多的高铁、动车、地铁的发动机中都可以看到隆源的产品。以下为隆源在汽车发动机应用中的研发成果:2001年,汽车关键结构件的快速成型与快速制造工艺研究成功,开始为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的RP服务;2006年,激光直接成型铸造砂芯技术推向市场,销售第一台专门用于铸造砂芯的成型设备。并成功用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发;2011年,为满足柴油机等行业需求,开始研发大尺寸激光制芯机;通过与广西玉柴机器股份有限公司、东风商用汽车工艺所合作,研发出柴油缸体缸盖的快速制造方法与工艺等。
生物医药:目前3D打印技术也被应用到生物医药领域,包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面,欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用:在美国,利用SLA制造技术,使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等;在意大利,利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。在中国,北京隆源与北京大学口腔医院合作,由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储,后提供给隆源,隆源据此开发研制了AFS-320型快速成型机。该设备采用选区激光粉末烧结法,原料为聚苯乙烯粉末,制作成实体模型,可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状,并取得了很好的疗效。同时,在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗中,临床应用结果表明,治疗效果良好。目前,隆源又与北大口腔医院达成了新一轮的合作意向,即牙科领域专业快速成型和快速制造方案:使用特定的CAD软件可以实现义齿的CAD设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。有了CAD设计,义齿的快速成型和快速制造便可以实现自动化生产,效果高,耗材少,成本低。
3D打印技术的前景及战略意义
目前,世界上许多国家与地区(后面发不了,看网址http://user.qzone.qq.com/278744987#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=1356053030)
❷ 3D打印机在中国目前发展得如何
3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。
3D打印技术与传统制造技术有着本质的不同。传统机械制造是基于削、钻、铣、磨、铸和锻等“减”材制造基本工艺,工件的制造一般要经过多个工艺的组合才能完成。而3D打印技术秉承“分层制造,逐层叠加”核心原理,是一体成型技术,一台3D打印机就可以完成整个工件的制造。那么3D打印机在中国发展得如何呢?
1、3D打印行业发展加速
中国市场潜力巨大从 2010 年开始,3D 打印行业整体收入进入加速期。2012 年全球3D 打印整体收入约为22.04 亿美元,主要包括设备、材料和服务三个部分,较2011 年的17.14 亿增长了28.6%;2011年和2010 年,这一增长率分别为29.4%和24.1%,预计行业整体增速持续保持在20%左右。3D 打印设备和材料方面,2012 年的收入约为10.03 亿,较2011年的8.34 亿增长了20.3%,2011 年和2010 年,这一增长率分别为28%和22.9%。3D 打印服务收入方面,2010 年、2011 年和2012 年的增长率分别为25.3%、30.7%和36.6%,收入增长呈现加速趋势。
据中国报告大厅发布的《2015-2020年中国3D打印行业竞争格局及发展前景预测报告》显示,国内目前3D打印市场处于起步阶段,部分企业涉足3D 打印材料、打印系统重要零部件、打印整机、工业用品打印订单以及消费级打印门店等。随着3D打印在全球范围的快速发展,按照国内市场占全球规模的1/6(这一比例是国内众多产业规模的全球占比)的比例推测,国内3D打印市场规模在未来几年内将达到100 亿元左右,市场潜力巨大。随着宏观经济的稳定发展、网络和智能终端日益普及,凭借独特的增材制造理念与个性化生产优势,3D 打印将吸引众多用户,形成庞大的消费群体,3D打印行业也因此呈现出持续繁荣的发展态势,市场空间不断扩大,发展速度正在逐步加快。
2、3D打印服务前景广阔
在设备、材料和服务三个产业链环节中,目前收入占比是三分天下。以美国3D System 公司2014 年第一季度报表为例,设备、材料、服务分别占收入的41%、27%、32%。就中国而言,成品制造服务将是增材制造产业链上最易快速发展的环节。国内增材制造应用渗透率与欧美相比差距显著,很重要的原因是,终端制造企业不熟悉增材制造的工艺,又不愿意花费高额资金投资设备,这为服务商提供了极大的市场机遇。
在设备、材料等环节与国际技术水平差距较大的情况下,服务环节对基础性研究储备要求低,进入壁垒低,所需要的是对用户需求的发掘,这些符合本土企业的竞争优势。外资设备企业也希望利用国内本土服务商的渠道来推广其设备和工艺,提升增材制造在各个应用领域的渗透率。服务商将担任国内增材制造市场培育者、推动者的重要角色。
因此,中国3D打印企业迎合互联网快速发展和C2B 模式兴起的大趋势,以服务为切入口,搭建3D打印服务云平台,成为设备提供商、材料提供商、设计师和用户之间的纽带,提供面向工业企业及消费类领域的高价值专有3D打印服务,是切实可行的选择。在这一平台之上,无论是工业级用户还是消费类用户,都可以快速地将自己的设计与创意打印成型,从而突破传统工业制造的局限,以需求来推动制造,以制造来满足个性化生活需求,引领新一轮工业化变革。
(本答案参考资料打印派官网回答:http://t.cn/Rc7P6yp)
❸ 一张图看懂3d打印的各种技术在铸造业对应哪些应用
3DP粘接剂喷射3D打印技术
3DP粘接剂喷射3D打印技术中的3DP顾名思义就是3D printing, 也就是现今3D打印技术的起源技术。3DP工作原理是,先铺一层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接,形成零件截面,然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,层层叠加,获得最终打印出来的零件。
3DP技术用于铸造业上,3D科学谷要提醒谷友的是我们最容易想到的是打印砂模,而忽略另外一个应用:打印PMMA。关于这两处应用在铸造业的详细介绍,请参考3D科学谷发布的想快速完成试制?-德国和日本铸造业的经典案例。
当然,3DP技术技术的打印材料范围也在不断发展,除了砂模和PMMA,未来有哪些新的材料进入这一领域?值得关注与期待。
代表性企业:
德国Voxeljet
德国Voxeljet公司成立于1999。该公司还通过麻省理工学院的非独家专利许可生产三维喷墨打印机。Voxeljet于2013年十月在纽约证券交易所上市。Voxeljet设备的销售额从2014年的19台上升到2015年的25台。其设备的售价在12万到160万欧元之间。Voxeljet主要应用领域是航空航天工业,另外还为铸造厂、汽车工业、艺术家、建筑师,提供原型服务和产品开发服务。
美国Exone
工业级3D打印机制造商ExOne主要服务于航空航天、汽车、重型设备、能源等领域,其应用领域主要是小批量、高价值的制造型复合砂模具。2015年还将推出其有史以来最大的3D打印系统--Exerial。该Exerial系统能够使客户进行工业化的批量生产,超越了该公司目前可用于快速制造和小批量生产的其它系统。
中国峰华卓立
在国内3D砂模打印的技术被称为PCM技术,来源于1997年在清华大学激光成型中心进行的研发及工艺实践,2002年佛山市科技局把该项目引入并落户佛山市。峰华卓立设备特点是无模铸型快速制造,柔性、准确地一体化制造,可制造金属模具毛坯,设备运行成本低,自动化程度高。
///SLS选择性激光烧结技术
SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面,并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,选择地烧结下层截面。 SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛,如尼龙、蜡、ABS、树脂裹覆砂(覆膜砂)、聚碳酸脂(poly carbonates)、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象。
SLS技术在铸造行业上的用途包括烧结覆膜砂,替代砂模铸造。烧结塑料材料,用于熔模铸造。
代表性企业:
德国EOS
EOS成立于1989年,是世界著名的快速成形设备制造商。EOS提供包括系统、软件、材料以及材料开发和服务在内的模块化解决方案组合。除了被市场熟知的SLM选择性激光熔化技术,其塑料和金属的选择性激光烧结技术(SLS)在市场上处于领先地位。
中国 TPM 盈普
中山盈普光电设备有限公司成立于2004年,于2007年打造出国内首台直接制造尼龙塑胶零件的激光烧结成型3D打印系统。2013年,盈普与来自美国的3D打印行业巨头达成合资协议,并且在2014年启动上海合资公司计划,从事以激光烧结高分子材料及金属材料成型为核心工艺的工业级3D打印科技的研发,生产以及销售的业务。
中国Farsoon 华曙高科
华曙高科不但具有选择性激光烧结(SLS)设备制造能力,还具备材料生产技术,华曙高科的SLS尼龙粉末材料在供应国内市场的同时,也成功销往美国、瑞典、意大利等海外市场。
中国Huake 3D 华科三维
武汉华科三维科技有限公司是华中地区投资规模最大的专业3D打印装备研发制造平台,注册资本6000万元人民币;由华中科技大学产业集团、华中数控、华工投资、合旭控股及华中科大快速成型技术团队等联合发起设立的高新技术企业。
中国AFS 隆源自动成型
北京隆源自动成型系统有限公司成立于1994年,为三帝打印科技有限公司(3DP Technology, Inc.)控股子公司。隆源是中国最早开发选区粉末烧结激光快速成型机的企业,目前设备的技术范围包括SLS,SLM以及LENS技术。隆源成型加工服务中心已为航空航天、汽车摩托车、泵业阀体等行业快速制造了大批量的异形复杂制件。
Binhurp 武汉滨湖 / 中国
武汉滨湖机电技术产业有限公司以华中科技大学快速制造中心为技术依托,是国内最早从事3D打印技术自主研发的单位之一。自1991年以来,公司先后研发制造出SLS、SLM等不同成型原理的3D打印设备。
///光敏树脂固化技术
液态光敏树脂通过(激光头或者投影,以及化学方式)发生固化反应,凝固成产品的形状。与SLA (Stereolithography Apparatus) 光固化快速成形技术类似的还有:DLP(Digital Light Processing)数字光处理,CLIP 连续液界面生产技术。
光敏树脂固化技术用于铸造业主要是用来做熔模,另外还可以替代砂模压铸时用到的木模。另外,3D科学谷认为光敏树脂固化技术本身在飞速发展,包括陶瓷、碳纤维等材料技术与树脂固化技术的结合,未来这一技术将给铸造业带来哪些新的应用,值得关注与期待。
代表性企业:
美国3D Systems
1988年美国3D Systems公司根据该专利制作并商业化了世界上第一台快速成型机SLA250。自此,基于SLA成型技术的3D打印机走进大众的视线。3D Systems基于SLA成型技术的3D打印机ProX 800适用于多个领域的应用。
中国UnionTec联泰三维
从2000年起,联泰科技从事工业级3D打印技术研发应用已有十几年的历史,是国内最早从事3D打印机SLA激光快速成型技术研发生产的企业。在熔模铸造领域,联泰三维打印的具有特殊中空结构的光敏树脂原型样件,用于金属产品的快速铸造,大大减少了从设计到生产的时间。联泰三维的光固化快速成型3D打印闭环控制系统及方法拥有自主知识产权专利。
中国PrismaLab普利生机电
上海普利生机电科技使用 LCD 光学器件,其立体光固化成型技术(SLA)的3D打印机锐打400,由普利生机电有限公司自主研发,拥有自主知识产权。锐打400基于普利生在曝光设备和感光化学技术研究领域多年的技术积累开发而成,独有的MFP技术已经申请专利。
除此之外,光敏树脂固化技术还包括EnvisionTec (在中国通过瑞士大昌洋行提供销售和服务),Carbon 3D, Formlab, 以及中国的智垒电子科技,珠海西通电子,中山东方博达电子等等。
另外,除了光敏树脂,FDM熔融挤出式3D打印技术亦可用于熔模铸造,详见3D科学谷发布的桌面3D打印机助力西门子金属部件制造。
3D科学谷认为在产业化方面,光敏树脂固化技术用于饰品、牙科领域的熔模铸造应用正在改变这些行业的传统产业链,并诞生新的用户体验,围绕着个性化规模生产,光敏树脂固化技术势必从用于手扳设计验证的原型应用走向增材制造应用领域。
机遇与风险共存,对于设备厂商和材料供应商来说,更精、更快成为能够在光敏树脂固化技术领域占据一席之地的关键词,而技术竞争的激烈也给上游企业带来很大的压力,对于在中国从事光敏树脂固化技术开发和服务的企业来说,如何布局产业链、如何进行品牌战略层面的竞争,这些将更加挑战经营者的智慧。
///蜡膜铸造技术
蜡模3D打印已经广泛的应用于我们的生活,例如:饰品设计者透过数码设计工具,直接将3D饰品打印成为蜡模,或是牙科医师制作假牙、牙模、齿模等,也大量的应用蜡模的技术,取代传统石膏模,制造出更为坚硬的假牙应用于患者身上。
代表性企业:
美国3D Systems
3D Systems用于蜡模打印的主要机型是ProJet® 3510系列。
美国SolidScape
美国SolidScape公司是Stratasys旗下公司,成立于1994年,其打印的蜡模是理想的脱蜡铸造和模具制作的原型,广泛应用于生物医学产品、骨科、牙科、假肢、珠宝、玩具等领域。
Review
除了上述详细介绍的3D打印技术及企业外,3D打印还用于铸造领域金属模的打印,而LENS近净型成型技术不断突破打印尺寸限制,还带来的多材料打印的材料工艺解决方案应用空间。而当砂模或者熔模打印的尺寸受到打印限制时,还可以采用LOM层压3D打印技术来打印用于替代木模,在这一点,国际上的汽车厂商就曾通过LOM层压3D打印技术来打印大型曲轴的“木模”。
中国的铸造业正在面临转型升级的压力,中铸协预测到2020年铸造企业将减少至1.5万家以内,铸件总产量达到5500万吨,铸件产值约7000亿元的规模。占企业总数量30%的铸造企业(约4500家)的铸件产量将会达到铸件总产量的80%以上。球墨铸铁(包含蠕墨铸铁)占铸铁产量的比例将由2014年的37%提高到42%左右,铝、镁等轻合金的铸件产量将由13%提高至20%左右。到2020年,我国的铸造综合能耗将比2015年下降10%,废砂利用率进一步提高,年铸造废砂再生量达到300万吨以上。
而3D打印在其中将发挥其独特的作用。
❹ 3d打印概念股有哪些
中航重机
中航重机(600765)去年7月公告,激光快速成形技术,是以钛合金等金属粉末为原料,通过激光熔化逐层沉积(“生长制造”),直接由零件CAD 模型一步完成高性能大型整体结构件的“近净成形”,与传统制造技术相比,激光快速成形技术具有显著的技术优势。
激光快速成形技术,通过“技术创新”,摆脱对传统大型锻造等重型高端装备的依赖,为我国大型整体钛合金结构件等高端装备零部件的“制造技术瓶颈”提供了一条新的技术途径,在航空、航天、船舶、核能等高端装备制造以及高端民品零部件加工等领域具有应用价值和较为广阔的应用前景。
为更好地推进激光项目形成生产能力,公司、中航高新、北航资产、王华明及其研发团队、中航投资及北京工业投资公司决定共同投资成立中航激光成形制造有限公司(以下简称“中航激光”)。
中航激光注册资本1亿元,其中:中航高新以现金出资3,100 万元,公司以现金出资2,000 万元,王华明及其研发团队以现金出资3,000 万元,北航资产以现金出资1,000 万元,中航投资以现金出资500 万元,北京工业投资公司以现金出资400 万元。
华中数控
据中国机床网报道,2012年7月13日,由富士康集团成型&机构产品技委会举办的Q2季技术发表大会在富士康深圳龙华园区举行,华中数控(300161)受邀参加本次大会,将华中8型总线式高档数控系统、全电动注塑机控制系统、节能型电液混合伺服驱动和马达、3D打印设备等最新技术、产品进行全面展示,取得了良好的效果。
陈吉红董事长等公司领导就华中8型的功能特点及应用情况、塑料注射机工艺参数的智能设置与优化、快速成形制造技术及其应用三个主题进行了演讲,吸引了富士康与会嘉宾及各相关部门领导及员工参加。演讲现场更通过网络同步直播到富士康成都、烟台、晋城园区,共吸引了1000多名相关人员实时在线参与。
在交流会展厅,与会嘉宾及富士康部分员工对华中数控所展示的新产品、新技术表现出浓厚的兴趣,与公司领导及相关项目负责人进行了详细的了解和交流。
南风股份
南风股份(300004)8月25日发布公告称,子公司南方风机研究所将投资“重型金属构件电熔精密成型技术项目”,总投资1.68亿元,资金由南方风机研究所自筹。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。
公告称,南方风机研究所已在成型工艺、质量及工艺装置、金属构件原材料关键技术取得突破进展,成功成型制造重量超过10吨、直径超过2米的高强度低合金钢核电蒸发器筒体缩比件精密坯件样,并已掌握并完成了重型金属构件批量产业化大型成套装备系统的设计和优化。项目达产后年销售收入预计为5亿元,净利润为1.2亿元。
据介绍,南方风机自主研发的“重型金属构件电熔精密成型技术”是新一代的重型金属构件快速成型加工技术,可广泛应用于百万千瓦核电装备、百万千瓦超临界和超超临界火电机组及水电、石化、冶金、船舶等行业现代重大工业装备合金钢等重型金属构件的制造。
银邦股份
据了解,到2015年,我国高端装备制造业销售收入要从2010年的约1.6万亿元增长到6万亿元以上,在装备制造业中的占比从8%提高到15%。未来10~15年将是我国推进工业化的关键时期,核电、火电、水电、冶金、化工、船舶等行业都将继续快速发展,孕育着对大型铸锻件的空前需求。
银邦股份(300337)因进军3D打印而备受市场关注。
银邦股份董秘张稷在接受证券时报记者采访时表示,金属3D打印技术其实就是电脑设计3D图形,利用激光产生的高温烧结金属粉末,产生金属构件。因为每个金属部件的设计、工艺、毛利都不一样,很难给出一个统一的毛利率,但总体毛利率还是比较高的。
华泰证券(601688)认为,公司是国内钎焊用铝合金材料的龙头企业之一。在稳定原有业务的基础上,公司积极创新,2010 年成功研发铝钢复合带材,成为国内唯一批量生产企业,填补国内重大技术空白。同时标志着公司业务迈入多金属复合材料领域,这一领域在国内尚属起步阶段,长期成长空间可期。
持续性创新,助力公司成长跨越单一产品生命周期。回顾公司隶属的铝板带箔加工行业,行业内单一产品无法摆脱“成长-、成熟、衰退”的周期规律。公司1998 年进入该行业,持续性创新使公司主营领域发生两次跳跃,帮助公司跨越单一产品的生命周期的羁绊,长期保持较高的增速,在技术产品更替频繁的铝加工行业实属难得。
完善的研发体系是创新持续化的保障。公司成立院士流动站,拥有专门的研发部门,定期向公司提交研发成果。并针对金属复合材料建立起一套完整的研发流程;将研发活动专业化、常态化。确保公司有持续的新产品项目储备,以供升级换代。前期研发成果逐渐进入收获期,利润增长不断有新的贡献点。公司持续性的研发已有多年,除铝钢复合带材外,前期的其他研发成果,也将逐步产业化,成为高毛利的产品,为公司贡献业绩。
宏昌电子
据证券时报报道,宏昌电子(603002)主要从事电子级环氧树脂的生产和销售,是国内领先的电子级环氧树脂专业生产商,2010年公司销售环氧树脂6.44万吨,市场占有率为8.02%,其中覆铜板用阻燃环氧树脂市场占有率为15.63%。截至2011年年底,宏昌电子拥有液态型环氧树脂5.5万吨/年产能、阻燃型环氧树脂5.3万吨/年产能,固态型环氧树脂1万吨/年产能、溶剂型环氧树脂1万吨/年产能,合计7.3万吨/年环氧树脂产能。
随着我国电子信息产业的迅速发展,以及国外电子信息制造业向中国的产业转移,国内印制电路板需求旺盛,持续快速发展,因此宏昌电子将受益于行业集中度提升、产业转移。环氧树脂还广泛应用于风机叶片的制造以及特种涂料,而宏昌电子是国内首家获得德国劳氏船级社认证的风机叶片用环氧树脂生产厂商,国内风电行业的高速发展必将带动公司的复合材料用环氧树脂制造快速增长。目前公司产能使用已达到最大限度,募投项目将能够有效解决公司的产能瓶颈;项目投产后,产能实现倍增,规模效应明显,有利于降低成本、巩固公司的行业优势地位,进一步提升公司产品的市场份额。