一文看懂當(dāng)前3D打印發(fā)展到什么階段了？

 一文看懂當(dāng)前3D打印發(fā)展到什么階段了？
如果以1984年Charles W Hull申請的立體光刻專利為起始點(diǎn)，3D打印技術(shù)至今已經(jīng)過了35年的發(fā)展。在35年的發(fā)展中，3D打印技術(shù)已從早期作為一種快速原型技術(shù)，逐漸成為一種生產(chǎn)制造技術(shù)。
3D打印與工業(yè)制造
如果說3D打印是一次工業(yè)革命，那么發(fā)展至今，這場革命到來了么？是“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”的遍及了行業(yè)各個層面，還是“小荷才露尖尖角”般的蜻蜓點(diǎn)水似的存在？3D科學(xué)谷將分為上下兩篇來進(jìn)行詳細(xì)的分析。

▲3D打印的螺旋散熱結(jié)構(gòu)的散熱器
來源：Aidro
不同的階段
代表不同的市場接受度
3D科學(xué)谷提出過關(guān)于3D打印的五大賦能邏輯: “3D打印賦能產(chǎn)品性能提升；材料賦能3D打印應(yīng)用場景與發(fā)展?jié)摿Γ卉浖x能3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能3D打印制造、商業(yè)和發(fā)展模式重塑；工業(yè)正向設(shè)計賦能3D打印發(fā)展前景。”那么依據(jù)賦能邏輯，我們來看一下當(dāng)前3D打印發(fā)展到什么階段了？
上面的圖表分為四個主要階段，表示3D打印的發(fā)展程度：
我們現(xiàn)來定義這幾個不同的發(fā)展階段特點(diǎn)：
早期階段：在這個階段，早期采用者才剛剛開始研究該技術(shù)的功能。雖然有很多研發(fā)計劃和試點(diǎn)項目，但實際的現(xiàn)實案例研究卻很少。
發(fā)展期：這個階段的技術(shù)能力正在不斷發(fā)展。公司正在采用3D打印進(jìn)行原型設(shè)計與應(yīng)用，并且正在開展更多案例研究。
進(jìn)入主流：正在上升為主流技術(shù)，這時候3D打印的應(yīng)用擴(kuò)展到制造與生產(chǎn)領(lǐng)域。新的應(yīng)用案例正在頻繁地出現(xiàn)。
成熟階段：該技術(shù)已被證實，并作為行業(yè)的制造方法而建立。已經(jīng)制定了關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)與可重復(fù)的一致質(zhì)量。
不同行業(yè)的3D打印采用水平差異很大。下面，我們將探討包含幾個大家普遍關(guān)心的行業(yè)的3D打印技術(shù)引入狀況。
有的行業(yè)蓄勢爆發(fā)
有的行業(yè)還需淡定
 航空航天
航空航天是早采用3D打印的領(lǐng)域之一，這個領(lǐng)域次使用3D打印技術(shù)可以追溯到1989年。而到2018年，航空航天占據(jù)了增材制造市場的12％ ，包括GE，空中客車公司，波音公司，賽峰集團(tuán)和吉凱恩公司在內(nèi)的業(yè)內(nèi)知名公司已經(jīng)將先進(jìn)的3D打印技術(shù)，特別是金屬3D打印技術(shù)，應(yīng)用到生產(chǎn)過程中。
一個典型的例子就是波音公司新的777X雙引擎噴氣式飛機(jī)，GE在其GE9X發(fā)動機(jī)內(nèi)安裝了六種3D打印部件。其中包括GE著名的3D打印燃料噴嘴，以及傳感器外殼，燃料混合器和更大的部件如熱交換器和分離器。
一些值得注意的努力包括正在進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)化活動和研究計劃。例如，SAE International發(fā)布了四種不同的航空航天3D打印標(biāo)準(zhǔn)上個夏天。當(dāng)一個行業(yè)開始談?wù)摌?biāo)準(zhǔn)化時，這清楚地表明該技術(shù)正在從邊緣轉(zhuǎn)向常規(guī)制造。
航空航天領(lǐng)域3D打印的預(yù)期增長是樂觀的，市場報告預(yù)測未來五年的復(fù)合年增長率將在17.5％和20.24％之間。不過，3D科學(xué)谷認(rèn)為這個預(yù)測是保守的，3D打印在航空航天領(lǐng)域的增長將隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破而呈現(xiàn)出指數(shù)級別的爆發(fā)模式，尤其是對于像高強(qiáng)度鋁合金，鈦合金結(jié)構(gòu)件的加工領(lǐng)域。3D科學(xué)谷預(yù)測技術(shù)的突破節(jié)點(diǎn)在2020年左右，而關(guān)鍵技術(shù)包括是否能夠?qū)崿F(xiàn)更大尺寸的加工，對多激光束加工效率的大化水平，對熱應(yīng)力的控制，毛孔的消除等等。
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 醫(yī)療
3D打印在醫(yī)療行業(yè)獲得了巨大的吸引力，擴(kuò)大了提供個性化護(hù)理，生產(chǎn)定制化醫(yī)療設(shè)備和術(shù)前模型的機(jī)會。
根據(jù)市場研究公司SmarTech的報告，醫(yī)療3D打印市場（包括材料，服務(wù)，軟件和硬件）目前估計為12.5億美元。到2027年，這一數(shù)字預(yù)計將增長到60.8億美元。
骨科是大的增長機(jī)會之一。SmarTech預(yù)測，到2021年，將有超過10億個植入3D金屬的植入物。這種增長的關(guān)鍵驅(qū)動因素之一是能夠使用3D打印來創(chuàng)建整形外科植入物。這種植入物具有復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以更好地促進(jìn)骨骼向內(nèi)生長，并終實現(xiàn)更好的治療效果。
此外，3D打印有望成為牙科模型，正畸矯正器，修復(fù)體等制造領(lǐng)域的占主導(dǎo)地位的數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)。
在正畸矯正器方面，SmileDirect已經(jīng)安裝了49臺惠普HP Jet Fusion 4210 3D打印機(jī)，計劃明年3D打印近2000萬矯正器模具。
然而，要實現(xiàn)3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的快速發(fā)展，一個關(guān)鍵因素是醫(yī)療監(jiān)管機(jī)構(gòu)能夠跟上醫(yī)療和牙科3D打印中不斷發(fā)展的可能性，并提供相對應(yīng)的支持。
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 汽車
在過去的幾年中，我們看到主要的汽車廠商對引入3D打印技術(shù)的積極性。例如，福特正在與Carbon合作，為其車輛生產(chǎn)終端用品和備件。這些部件包括杠桿臂維修部件，輔助插頭和停車制動器支架。在2018年末，寶馬公司報告說已經(jīng)通過3D打印了一百萬個零件。
除了塑料零件，金屬3D打印在汽車領(lǐng)域獲得了更強(qiáng)的立足點(diǎn)。這尤其是由于采用更便宜和更快速的金屬粘結(jié)劑噴射技術(shù)，這對于批量生產(chǎn)和大規(guī)模定制而言更具成本效益。
其中，大眾汽車希望采用惠普新的金屬噴射技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)車輛結(jié)構(gòu)部件，汽車制造商希望在未來兩到三年內(nèi)實現(xiàn)這一目標(biāo)。