3D打印

　　自今年开年以来，3D打印在全世界的发展呈现一股“强势飙升”的趋势，无论在哪个国家，3D打印的应用都比去年大幅增长。据业内多家预测机构披露，到2020年，全球3D打印机市场（包括打印机、耗材和相关服务）的规模将有望达到178亿美元（约合1170亿人民币）。其中，3D打印机的市场规模（包括桌面级、工业级和专业级）将从当前的18亿美元增长到64亿美元，复合年增长率（CAGR）高达38%。不仅如此，目前全球有25%的厂商已经投入了3D打印行业，另外31%也将在两年内跨入3D打印行业。而且今年的3D打印市场销售额，包括机器、材料和3D打印服务，将达到73亿美元；而到2020 年，这一市场预计将增长到210亿美元。这些不同的预测无一不体现出3D打印广阔的发展前景！

　　行业稳定发展 众多企业从中受益

　　据了解，这1000位受访者分别来自欧洲（55%）、美国（39%）、亚洲（5.1%）和非洲（1%）的53个不同的国家，同时分布在消费品、工业产品、高科技、服务、娱乐和电子等19个不同行业。值得关注的是，这项调查主要集中在对3D打印专业应用，以及高级用户、特定领域应用的详细分析，并进行年度数据比较。

　　《3D打印现状2016（ The State of 3D Printing 2016）》的主要结论如下：

　　1、2016年，3D打印技术最被看重的三大优势是加速产品开发（26%)、提供定制产品和限量系列（18%）和增加生产的灵活性（11%）。

　　其它被认同的优势包括减少模具投资（8%）、优化演示产品成本（8%）、可以实现与客户的共同创造（6%）和改善备品备件的管理（4%）。从2016年到2021年增长最快的领域为增加生产的灵活性（+5%），这说明人们普遍预期3D打印将日益融入主流生产工艺和流程。

　　2、2016年，3D打印的主要应用包括：制造原型（55%）、概念验证（29%）和制造（24%）。

　　下面的图表比较了2015、2016以及2016专业领域里3D打印件的使用情况。这个问题是个可多选问题。在底部的水平图表显示，3D打印技术正在被用于整个组织的额外任务。

　　3、当被问及在未来几年中哪些趋势将最有可能影响3D打印技术时，受访者提到了：创新（23%）、普及（democratization）（19%）和效率（19%）。总共有15个值得注意的关键词被提到，下面的图形展示了这个结果。

　　4、与所有用户相比，高级用户更加依赖用3D打印技术加快产品的开发和提供定制化产品和限量系列。

　　在下面的图表中我们可以看到，优先选择这两项的高级用户比例是所有用户的两倍以上

　　5、93%的受访者将3D打印技术视为关系其战略的一项竞争优势。

　　在2016年44%的高级用户正在招聘新的岗位，普通3D打印用户的这个比例为32%。在对投资收益（ROI）的调查发现，从2014年到2014年，40%的高级用户获得了超过101%的销售增加。尽管驱动这种增长的确切因素不在研究范围 内，但是很明显，在3D打印工艺和技术方面的专长可以转化为收入增长。

　　6、在2016年选择性激光烧结（SLS）是所有3D打印技术中最受欢迎的技术（38%）。

　　紧随其后的是熔融沉积成型（FDM）（31%）、光固化（SLA）（14%）和Multijet/Polyjet（7%）。下面的图形是受访者首选的3D打印技术的调查结果。

　　7、2016年，塑料是占主导地位的3D打印材料（73%），这主要归因于对低成本产品制造的需求以及快速原因越来越多地被采用。在这些3D打印塑料材料中，聚酰胺（PA 是最流行的。其他材料包括树脂（26%）、金属（23%）、砂岩（13%）和蜡（8%）。

　　颠覆者频现 技术更迭速度快

　　在巴塞罗那以北10英里的地方，矗立着一座有着千年历史的油墨技术的温床，圣库加特修道院建于公元9世纪，该修道院曾经迎来了西班牙的油墨和卷轴时代。如今，在不远处，一座21世纪的HP工厂已经通过足有巴士大小的打印机将这一技术提升至前所未有的境界，这些打印机能够在大量纸张呼啸而过的时候精确地在上面沉积只有1微米大小的墨滴。

　　在这个背景下，惠普的首款使用多射流熔融（MJF）技术的3D打印机翩然而至，据了解，这款设备就是该公司的一家最知名的大幅面打印技术研发机构开发出来的。因此，该3D打印机使用了我们熟悉的喷墨技术，并使用一种粉末作为基材，令人惊讶是，纸张在这里仍有用处，它被作为一种清洁辊。

　　MJF技术与EOS和3D Systems公司在售的选择性激光烧结（SLS）3D打印机有点类似。不过尽管这些系统都使用了类似的基本材料——尼龙粉末，但是MJF同时还沉积了一种液体的塑料“融合剂”。这一关键创新使得3D打印机能够一次沉积一层融合剂，而不是缓慢追踪每个矢量。与SLS技术相比，MJF的速度比前者快5倍，而且打印质量也更好，这要归功于一种能够增强其边缘清晰度的精细制剂。

　　然而迄今为止，我们对于这项技术的完整细节尚不得而知，不过可以推测的是，其中的两种塑料必须以一种新的工艺混合来形成新的微结构。可以想见，熔剂与基粉之间的这种神秘的相互作用是其中的奥秘所在。惠普公司承诺，未来的3D打印机将能够控制每个体素（voxel，意思类似3D版的像素）与墨水进行不同组合，以改变诸如颜色、导电性，透明性和强度等材料特性。

　　也就是说，在MJF技术当下的最大3D打印体积——3072立方英寸中，其中的1.6T像素都是可寻址的，这就需要硬件来寻址超过当前软件处理能力的更多体素。一台带三个打印头的打印机，如果每个像素都用一个字节来描述的话，每次打印就需要处理大约12.8T字节的数据。为此惠普公司必须开发出新的软件来支持这种由多种塑料按照不同比例 组合而成的“数字材料”。

　　现在，让我们把注意力转移到另外一个地方。在美国硅谷，位于惠普车库（HP Garage）创业中心西北部5英里处有一栋建筑。这本是谷歌公司收藏汽车的地方，但是现在建筑里到处是Carbon公司运行着的3D打印机和来来回回的工程师。在去年年初，Carbon公司的联合创始人兼CEO Joe DeSimone在TED大会上一鸣惊人，推出了3D打印速度超快的CLIP技术，并因此荣登《科学（Science）》杂志封面。

　　而随着Carbon公司M1 3D打印机的推出，人们的关注点就从“其3D打印速度快100倍”转向了“可以打印出在机械性能和表面光洁度方面接近注塑成型件的部件。”CLIP技术尽管与3D Systems公司和Formlabs公司的光固化（SLA）技术比较接近，但是Carbon宣布CLIP技术打印出来的零件具有一致的材料性能，而且从暴露在来自太阳的紫外线下时能够保证其完整性。正是这些挑战限制了当下SLA 3D打印机在原型和辅助制造方面的应用。而且Carbon公司称其新型的材料和后处理技术能够超越快速原型并直接制造最终产品。

　　与惠普一样，Carbon为其材料设立了一个开放的“应用商店”，合作伙伴可以与之签约来提供新的第三方材料，现有的塑料必须经过修改才能与Carbon基于光和氧气的工艺兼容。

　　MJF和CLIP正在以与Amazon Web服务颠覆互联网相类似的方式来实现当今制造业的飞跃。有意思的是这两款机器的起价都是12万美元——HP MJF技术3D打印机的基本价和M1 3D打印机3年的租赁费用——这使得创业者能够以比以前更大的资金使用效率开始其制造业务。软件正在全面占领工厂。

　　多行业制造需求叠加 3D打印行业“大扩张”

　　3D打印未来最有可能在航空航天、医疗、模具和工业设计领域大放异彩，市场需求井喷式发展，应用领域想象空间无穷。得益于关键技术瓶颈的突破、政府的大力支持、3D打印概念的快速推广、资本市场的追逐热捧，中国市场规模正处于从无到有的扩张阶段。

　　据相关调查显示，3D打印制造出来的金属零件，具有高性能、低成本、快速试制等特点，在多方面符合航空航天领域对于未来设备的制造需求。2014年中国3D打印市场规模约达46.5亿元。未来几年中国3D打印市场仍将保持40%左右的增长速度，到2018年有望突破200亿元。目前，欧洲和北美地区在3D打印行业中占据主导地位，但是随着3D打印技术的不断扩散，世界其它地方也开始急起直追。比如在中国，随着技术水平的不断提升，本地的3D打印机制造商在国内的地位日益突出。再如在印度，由于该国对3D打印技术的需求提升，其本地的3D打印初创企业也开始浮现。

　　事实上，根据市场情报解决方案公司6Wresearch的预测，到2022年，印度的3D打印成型和材料市场预计将达到6200万美元。像在其他地方一样，3D打印技术为印度种类繁多的行业提供了一种更经济、时间上更加高效的制造解决方案。目前可能从这项创新的制造技术中获益的行业和领域包括教育、医疗、艺术、建筑和工业制造等。6Wresearch在报告中发现，3D打印原型服务市场和该技术在工业级制造领域的应用都在提升。

　　因此，作为这个时代的一项新技术，无论在哪个国家或者地区，3D打印的“版图扩张”都是大势所趋！

[时间：2016-06-15  来源：OFweek 3D打印网]