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3d打印建筑的市场机会与需求(目前3d打印建筑需要解决的技术难题有哪些)

六安钢结构设计公司 3周前 ( 11-23 05:16 ) 6030 抢沙发
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3d打印技术现状和发展前景

3D打印也称为增材制造技术,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,通常是采用数字技术材料打印机来实现。

产业规模逐年加速增长

近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用。2017-2019年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。根据2020年3月赛迪顾问(CCID)发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印产业规模为打印产业打印产业157.5亿元,较2018年增加31.1%。

2020年全球爆发新冠疫情,各国医疗防护设备紧缺,此时3D打印扮演了救场的角色。国内最大的B2C跨境电商平台全球速卖通上的数据显示,疫情期间我国3D打印机销售火爆,疫情以来该平台上3D打印机的销售额和2019年比已经翻番。预计2020年我国3D打印产业规模将达到208亿元。

3D打印设备规模占比最大

3D打印产业主要由3D打印设备、3D打印材料和3D打印服务三大细分行业构成,2019年,中国3D打印设备产业规模70.86亿元,占比最高,达到45%;3D打印服务产业规模为45.67亿元,占比29%;3D打印材料产业规模40.94亿元,占比26%。

中国3D打印产业发展前景

— —行业市场规模持续增长

近年来,我国高度重视3D打印市场的发展,国家也不断出台政策进行产业扶持,2020年2月,国家标准化管理委员会、工信部、科技部、教育部等六部门日前印发《增材制造标准领航行动计划(2020-2022年)》,提出到2022年,立足国情、对接国际的增材制造新型标准体系基本建立。此外,推动2-3项我国优势增材制造技术和标准制定为国际标准,增材制造国际标准转化率达到90%,增材制造标准国际竞争力不断提升。《行动计划》对我国3D打印产业进行指导,预计3D打印产业年均增速在25%以上,2020年增材制造产业销售收入超过200亿元。结合国家层面政策指导以及国内近6年3D打印产业发展态势,前瞻预测2025年,我国3D打印市场规模将超过630亿元。

——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资前景分析报告》。

3D打印技术未来的发展前景如何?

——以下数据来源于前瞻产业研究院发布的《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》。

近几年3d打印建筑的市场机会与需求3d打印建筑的市场机会与需求我国3D打印市场整体呈现出稳中向好的态势,越来越多的企业进入到3D打印领域,并希望在整个3D打印市场中占有一席之地。目前的国内市场中,工业级3D打印机占主流,光固化设备占据了最大的市场份额。在品牌竞争方面,我国3D打印市场品牌众多,但国外品牌占据了主导地位。

工业级3D打印设备占主流 

3D打印主要分为桌面级和工业级两种。桌面级是3D打印技术的初级阶段和入门阶段,能够很直观地阐述3D打印技术的工艺原理。工业级的3D打印机主要分为快速原型制造和直接产品制造两种。

桌面级3D打印机价格相对较低。以塑料为主要材料的打印机一般售价在1000到4000美元之间,比较昂贵的光敏树脂打印机价格在5000美元左右。工业级3D打印机价格则相对较高,最便宜的彩色粉末打印机一般也在30000美元,金属打印机的价格则与大型工业设备不相上下。

3D Science Valley统计数据显示,中国市场对于高端工业级3D打印机设备采购占据主流地位,有超过44.1%的企业采用单价在10万美元以上的工业级3D打印机。

光固化设备受推崇

目前,3D打印产业主要成形技术主要包括立体光刻、立体光固成型、PVC塑料烫印复膜、熔融挤出成型、三维喷绘打印、数字光处理。自从上世纪80年代中期SLA成型技术发展以来到90年代后期,出现了十几种不同的快速成型技术,除前述几种外,典型的还有3DP、SDM、SGC等。其中,SLA、LOM、SLS和FDM四种技术,目前仍然是3D打印技术的主流。

3D Science Valley统计数据显示,当前中国市场归于光固化的设备拥有占主流,39.8%的企业拥有光固化设备,其次是选择性激光熔融以及材料挤出设备。

在工业4.0的大背景以及各国政府的大力支持下,预计未来十年,全球3D打印产业将仍处于高速增长期。据IDC预测,2020年全球3D打印产业产值将达289亿美元。我国作为全球3D打印产业的大力推动者,将在3D打印专业人才培养、行业标准制定、前沿技术研发等方面投入更多的精力。展望未来,大到飞机、汽车,小到玩具、义齿,3D打印的产品类型将越来越多样,这些产品将以精美的外观设计和较为齐全的功能,带给人们全新的视听感受。在个性化定制方面,3D打印也将给人们带来更多惊喜。

大家觉得3D打印行业发展前景如何?未来机会大吗?

前景不错3d打印建筑的市场机会与需求,3D打印行业受到国内外的广泛关注,各种3D打印技术也在多个行业应用并发展。目前已覆盖3d打印建筑的市场机会与需求了制造、医疗、教育、航空航天、军事等多个领域。

目前,国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其3d打印建筑的市场机会与需求他交通工具、航空航天等领域。据前瞻产业研究院发布的《3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》数据显示,2012年,中国3D打印机市场规模达到1.61亿美元,至2016年,中国3D打印产业规模达到11.87亿美元(80亿元人民币),复合增长率为49.11%。

近年来,中国3D打印行业整体规模逐渐扩大,但“小而散”的现象依然突出。大约500家企业进入3D打印领域,但普遍规模偏小,核心竞争力不强。由于设备和材料等成本太高,应用市场没有打开,很多企业处于观望状态。如果实现规模化应用,成本有望显著降低,预计需要3-5年时间。

3D打印建筑有发展前景吗?

3D打印技术,是上世纪80年代开始兴起的一种高新制造技术,其以数字模型为基础,运用计算机自动控制技术, 通过逐层打印方式构造三维实体,具有数字化、智能化、机械自动化等特点,而且相较于传统的减材制造,3D打印又称为增材制造。

事实上,3D打印技术在国内已有三十多年的发展历程,期间经历了多个不同的发展阶段:

1、上世纪80年代,3D打印技术首次诞生,引起大众关注;

2、上世纪90年代,3D打印技术在研发应用方面获得初步发展;

3、本世纪初,由于3D打印技术在多方面的市场应用潜力,吸引大量投资、创业者涌入,市场上甚至出现一股3D打印技术热潮,但终究受限于技术研发与行业应用程度,市场遇冷后热潮渐退;

而目前,3D打印正在经历技术上的实质增长期,即不断的技术积累、技术突破与技术应用。这种实质增长最直观的表现,即是3D打印技术近年来更频繁的应用于如医学、制造、建造等行业领域,技术研发与市场应用真正开始融合。

但需要注意的是,实质增长期并非最终的技术成熟期,个案技术示范成果不代表技术具备广泛应用性条件。如此次中建二局打造的“原位3D打印双层示范建筑”,仅是中建股份技术中心和中建二局华南公司联合立项课题《建筑 3D打印技术研究与应用示范》的展示工程,距离3D打印技术真正广泛应用于建筑施工领域,我们还有很长的路要走。

1、3D打印建筑技术的主要优势

作为一项高新制造技术,3D打印建筑技术相较传统建造技术工艺,在资源与成本消耗、建筑施工效率、人力节省、资源环保等方面有着明显技术优势:

1、机械化程度高,施工速度快,降低成本。如此次中建二局应用3D打印技术建造的双层示范建筑,净耗时不到60小时,高机械化3D打印技术能够有效减少建设时长,缩短工期,减少成本。

2、无模板施工, 资源消耗少。相较于传统施工工艺,3D打印建筑无需模板施工,且一次成型,一方面减少资源消耗,一方面避免因返工和因尺寸差别而导致的资源浪费。

3、劳动强度低, 节省人工。3D打印建筑的机械化程度很高,相继常规建筑施工可以减少一半的人工消耗。

4、施工过程安全、清洁。目前,3D打印建筑采用的材料为新型混凝土材料,减少了常规施工中出现的扬尘、施工噪音污染。

5、设计自由, 精确建造。3D打印技术的特点之一即是高机械化精确操作,这为建筑师的设计工作提供了更大的空间与更好的条件,借助CAD软件,通过3D打印,实现各种复杂、创意设计。

2、理性认知3D打印建筑的瓶颈难点

上述技术优势的实现,其前提条件是拥有相对成熟的技术配套措施。如由于3D打印建筑一次成型,无需模板施工,不会因返工和尺寸差别导致资源浪费,那么这客观上就要求3D打印设备具备较高的技术精度;再如节省人工一项,相对于常规施工,3D打印的确降低了对施工人数的要求,但对施工人员的技术能力却有着更高要求。

除此之外,目前3D打印技术在建筑领域的应用瓶颈,主要在于材料与设备两大方面。

材料问题

“材料问题”可谓是影响3D打印技术在建筑市场应用中的关键性问题。同常规建筑施工一样,3D打印建筑的打印材料也主要为混凝土,但不同的是,3D打印建筑所用混凝土材料有着更专业复杂的材料要求。

1、可挤出性:材料能够在输送系统中顺利流动,并能从喷嘴中连续均匀地挤出。

2、可建造性:材料能够形成自支持,即材料可自由堆积成型,有足够的强度去支撑上一层材料,在打印过程中,如果材料的承载力不足则会发生较大的塑性变形,甚至发生塑性坍塌。

3、粘结性与强度性:打印的材料层间要具有足够粘结力,同时,打印材料本身要能够达到较高的强度,特别是早期强度。

这些特点要求,决定了3D打印建筑需要一种全新的混凝土材料,这在客观上需要经历一个“技术研发-技术应用-技术突破-成本降低”的周期过程。就目前而言,市面上的各种3D打印材料明显成本过高,且在安全质量强度方面还有待进一步提高。

设备问题

3D打印建筑技术中,设备因素也是影响其具体市场应用的重要因素。这里主要指打印设备的尺寸、精度、受环境影响程度等。在此次双层打印建筑的具体打印过程中,不难发现3D打印设备的尺寸与具体建筑规模是密切相关的。

未来3D打印技术广泛应用建筑施工领域,所面对的建筑规模必然不会只局限于几米或几十米,这对3D打印设备本身是一个巨大的挑战。如,3D打印设备如何适应更大体量的建造要求?设备尺寸变大,打印精度是否会受影响?设备仪器占地面积变大,受天气、环境因素影响,如何保证正常打印施工?

综上,就目前而言,在进一步解决相应的材料、设备、技术难题前,3D打印技术在建筑施工领域的应用只能停留在部分轻量级的技术试验,一如此次中建二局的双层打印展示办公楼。当然,上述观点绝非否认3D打印建筑技术在环保、施工技术、建筑业发展等方面具有的重要价值与意义(这也是国家在2018年将其列入国家战略发展技术的主要原因),以及目前我国取得的重要技术成果。仅希望相应行业与技术人员,能够理性看待国内3D打印建筑技术发展。

3d打印技术发展前景如何?

自问世以来,3d打印技术备受关注,尤其是近年来,随着科技的发展,在众多行业得到了广泛的应用,市场发展得到了进一步的提升。比如行业的引领者纵维立方,在文创、医疗、建筑和教育等行业都有涉及,应用后产生的实际效益也是有目共睹的。

在医疗领域,3d打印技术的优势主要在于它能根据用户需要,快速、有效地打印出用户需要的立体模型,为企业预先检查生产设计成果提供了重要依据,而在医疗领域,还能被应用于更深入的医学研究和病人的医疗方案中,因此,随着未来市场的不断发展,甚至可能成为提升企业核心竞争力的重要因素,其发展前景必将越来越好,这是不容置疑的。

3d打印技术的发展前景很好,但必须根据实际需求应用。这就要求企业在选择3d打印机之前了解打印的类型及其相关材料特性,根据实际需求进行目标选择。

3D打印的现状和前景是怎么样的?

3D打印,也称增材制造,是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实物的新兴制造技术。近年来,世界主要国家纷纷加大力度支持3D打印技术,全球3D打印产业高速发展。小到儿童玩具、工艺品,大到飞机、火箭中使用的高度复杂零部件,3D打印机已广泛应用于诸多领域。2019年,全球3D打印产业规模达120亿美元左右,同比增长近30%。

3D打印产业的快速发展是多方面因素共同推动的结果。一是研发投入的增长使得技术不断完善,3D打印机功能更强、成本更低、速度更快。2012年起3D打印领域专利申请量快速增长,年增长率超过40%。二是打印材料种类不断丰富,推动3D打印机应用范围扩大。3D打印材料主要包括金属材料、高分子材料和陶瓷材料,其中塑料仍是使用最多的材料,但金属材料增长很快,2018年使用率提高到了36%左右。金属材料的广泛使用带动了工业级3D打印机销售的增长,推动3D打印由消费级市场向高端制造市场拓展。三是汽车、电子、航天、医疗、制鞋等行业为了加快产品开发、改进产品性能、提高用户需求响应速度,积极探索3D打印技术在工业生产中的应用。四是中小学和教育培训机构设立3D打印相关课程,推动桌面3D打印机在学校、家庭和中小企业中普及。

3D打印无需开模、一体成型、生产周期短,特别适用于生产及快速交付结构复杂产品、小批量产品,因此被广泛用于原型制作、定制生产以及复杂零部件制造等领域。不过,3D打印也存在明显短板:3D打印机售价高、产品制作时间长,不具备规模经济性,大批量产品的生产成本明显高于传统加工方式;打印材料价格较高,种类非常有限,材料强度、加工精度等方面与传统精密加工方式仍存差距。总体来看,3D打印与传统制造工艺各有千秋,二者不是替代关系,未来应在各自擅长的领域发挥作用。

3D打印被视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一,发展前景广阔。随着经济发展和生活水平提高,消费者更加追求个性化的需求,3D打印将与机器人、人工智能等技术一起,提高制造业生产线的柔性化程度,以更低成本生产定制产品,推动制造业生产方式由大规模生产向个性化定制转变。同时,凭借节约仓储和物流成本、快速响应本地市场的优势,3D打印将推动制造业向本地制造模式发展。此外,3D打印教育深入推广将会推动创客运动的兴起,家庭打印机、小型3D打印店更加普及,人们将能够制造自己设计的产品。未来,随着3D打印机、材料和后处理技术的发展,3D打印的应用领域将不断扩大。

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