3D打印技術是在計算機的精確控制下,一層一層地往上增加材料,最終制造一個零件。

首先通過計算機把這個零件微分,先把它分解成厚度是δ無限小的接近無窮多的片層,把三維的問題變成二維的,不管零件有多復雜,不管什么三維形狀,切片成二維圖形,一層層往上生長,每一層的厚度非常小,這就是增材。

制造技術是一個大的譜系,增材制造是其中一個分支。鑄、鍛、焊、熱處理等成型制造是控制材料的結(jié)構(gòu),車銑刨磨鉆這些去除材料的方法更多是精確控制零件的形狀,增材制造是制造體系中的一種成型技術,對傳統(tǒng)成型技術不是顛覆,但是是一種變革。

金屬3D打印未來的發(fā)展方向是產(chǎn)品設計、材料制備和構(gòu)件制造的一體化。金屬3D打印的優(yōu)勢除了設計自由、生產(chǎn)周期短、成本低、滿足個性化小批量生產(chǎn)以外,還將帶來兩大變革:一是對構(gòu)件材料技術產(chǎn)生變革性影響:實現(xiàn)高性能新材料的數(shù)字制造;二是對裝備制造技術產(chǎn)生變革性的影響:實現(xiàn)超大超復雜結(jié)構(gòu)的數(shù)字制造。

中國是最擁抱3D打印技術的國家之一。在新一輪工業(yè)化浪潮中,美國、英國、中國都將3D打印技術視為制造業(yè)創(chuàng)新的一項關鍵技術。

3D打印市場規(guī)模不斷超預期。過去27年,全球3D打印產(chǎn)業(yè)復合增速超過27%,2015年市場規(guī)模達到了51.65億美元。國內(nèi)3D打印市場過去四年連續(xù)翻倍增長,2015年中國市場規(guī)模在78億人民幣左右。更為重要的是,不論是全球還是中國,13-15年3D打印市場規(guī)模實際額都超過了2012年3D打印技術處于“炒作周期”頂峰時媒體預測的市場規(guī)模。我們認為3D打印產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于爆發(fā)期,而中國是增長最快的市場之一。

3D打印主要應用于原型制造、模具驗證和直接制造,直接制造為增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要戰(zhàn)略方向,我們看好3D打印在航空航天、重大裝備大型鍛件和國防軍工領域的應用;同時,3D打印再制造將是未來的藍海市場。總體來說,金屬3D打印面臨萬億規(guī)模的大市場。

航天航空領域是金屬3D打印增長最快的領域。3D打印在飛機機翼機身、發(fā)動機零件、航空站零件補給、無人機系統(tǒng)中都有廣發(fā)應用,根據(jù)我們測算,未來20年3D打印航空發(fā)動機零部件市場可達1.25萬億;Wohlers預測,按現(xiàn)在航空航天占3D打印應用占比16%比例不變,2020年3D打印在航空航天業(yè)應用規(guī)模將達到34億美元。