数字创意发展现状思路和建议
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3D打印——数字化创意发展现状,思路和建议
一、前言
“3D打印”是通俗的叫法,学术名称为“快速成型技术”,也称为“增材制造技术”。这种技术是依据物体的三维模型数据,通过成型设备以材料累加的方式,制成实物模型,甚至直接制造零件或模具,从而缩短产品研发周期、并缩减生产成本。3D打印是一片一片地打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。说得简单点,就是由点堆积成面,再由面堆积成实体。
经过近30年的发展,3D打印技术近年来正快速地走进我们的生产生活,从前几年的人像打印、玩具制造等科普产品向功能性产品的直接打印发展。今天,3D打印技术在智能制造的大背景下,即将迎来3.0时代。
世界3D打印技术产业联盟执行主席、中国3D打印技术产业联盟联席理事长罗军认为,衡量3D打印技术成熟与否,关键要看是否能打印出高要求的功能性产品,包括金属产品和生物产品,目前来看,这项技术已远远超出众人预期。但整体来看,3D打印技术作为一项基础性的先进制造技术还需要与物联网、大数据、云计算等众多先进技术深度融合,成为未来众多先进制造平台的核心组成部分。罗军表示,推动新一轮产业革命的不会是某个单项技术,而应该是众多先进技术的融合发展,未来的产业将呈现更多平台化产业,未来经济将是平台经济。
二、3D打印数字化创意发展现状
(一)国外3D打印发展现状
3D打印被用作《经济学人》杂志封面,主题为《看制造业新技术如何改变世界》,详细介绍了3D打印的历史和发展,可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。2010年8月11日,美国总统奥巴马签署了《美国制造业促进法案》,力图以此刺激本国出口并创造更多就业机会。奥巴马表示,制造业是美国经济复苏的重要动力,因此降低制造业成本、促进其就业是该法案的宗旨。而3D打印就成了其首选。2011年6月,美国总统奥巴马宣布一项新政策,并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。2012年7月17日,美国《外交政策》杂志网站发表题为《制造业的未来在美国而不在中国》,称“技术进步将使中国的制造业像过去20年里美国制造业那样迅速衰落”。
纽约另一家利用3D技术生产消费品的公司Quirky拥有20万的注册用户,他们在线搜集用户的创意,产品设计图纸,用3D打印机以最快的速度成型,再上传讨论,最终确定方案后批量生产。届时在线上和线下都会有销售,他们最成功的产品是一排可折叠的接线板,设计者常从一个创意就获得不少的收入,有的用户一年能赚几万美元。
而美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司,利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型,为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具,在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。
日本一家公司甚至推出了面向个人的“Baby复原服务”:只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片,他们便可以复原成三维图像后,打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。
3D打印还能实现一些传统制造方式难以实现的复杂结构。2011年巴黎春夏时装展上,荷兰时尚设计师Iris van Herpen发布了他直接用3D打印机制作的立体服装,这些超太空感的服装由锦纶打印而成。
3D打印机的应用对象可以是任何行业,根据2012年统计据,全球3D打印的应用领域,主要分布在消费性产品(29%)、汽车(19%)、医疗(13%)、教育(10%)、太空(8%)及工业机械(7%)等领域,不同应用领域所使用的3D打印设备,可区分为生产制造用、专业领域用、工作室用三个等级,其中5000美元以下的机型,2010年的销售量仅为5900台,预估至2012年将大幅成长至3.5万台,两年内销售量成长将近六倍。
2012年3D打印的引用领域
消费性产品
汽车
医疗
教育
太空
工业机械
根据沃勒斯(Wohlers)2014 年报告显示,全球 3D 打印产业产值在 1988 ~2010 年间保持着 26.2%的年均增长速度。报告预期,3D打印产业未来仍将持续较快地增长,到2016年,包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到 31 亿美元,2020 年将达到 52 亿美元,到 2018 年,3D 打印行业规模将从2013 年的 30.7 亿美元增长值 128 亿美元,到 2020 年该数字将超过 210 亿美元。(二)国内3D打印发展现状
从“天津2012夏季达沃斯论坛”到刚刚闭幕的“浙商新动力”论坛,都不约而同地提到了“3D打印”技术。被英国《经济学人》扣上“工业革命”帽子
的3D打印也因此备受关注。
目前,中国市场上的 3D 打印机主要有三大类,分别是桌面级、工业级和生物医学级。桌面级 3D 打印机是 3D 打印技术里面最简单、科技含量最低,而且是未来最有可能在大众中得到普及的 3D 打印机,主要是满足设计、创意类行业需求,国内价位大都在 1 万元人民币左右。而由于我国工业化起步较晚、工业基础比较薄弱,中国工业级 3D 打印机的稳定性、精密度、材料等领域与国外还是有一些差距的。不过,中国在大型金属结构件直接制造方面也有自己的优势,中国率先突破了在大型复杂金属结构件制造方面的障碍,走在世界的前列。罗军预测,中国的 3D 打印市场将在三年内从目前的约 10 亿元人民币增长到 100 亿元。3D 打印技术前景可期,已渐入寻常百姓家。国际品牌 Cube3D 打印机近日在中国电商网站京东商城上成功开售,这是全球知名品牌 3D Systems 最新推出的第二代 3D 打印机,也是目前最贴近家庭、个人用户的消费级 3D 打印机。
此外,我国已经有部分新潮的企业开始使用 3D 打印技术,制造出玩具、家电等实体产品。3D 打印技术进入制造业的应用正逐步展开,促进产品走向精细化生产。
3D打印技术被称为第三次工业革命,其快速制造产品的模式为工业设计的发展带来了前所未有的机遇。可降低约 50%的制造费用,缩短 70%的加工周期,并能将复杂制造实现设计制造一体化。如果可以发展成熟,将极大的改变社会制造产业,因此现在关于3D打印的研究非常多,各大研究机构与企业都看好这一朝阳产业,以期在这一竞争中走在前面,获得更多的话语权!
我国将创新驱动发展作为转变发展方式,加快工业转型升级的国家战略,对技术创新及产业化应用的研发投入力度不断加大。3D 打印作为新兴产业有望纳入国家重点支持的战略性新兴产业,技术创新和产业化将迎来有利的政策环境。
2015年2月28日印发《国家增材制造产业发展推进计划(2015—2016 年)》,提出到 2016 年,初步建立较为完善的增材制造产业体系,产业销售收入实现快速增长,年均增长速度 30%以上,整体技术水平与国际同步。《计划》提出,要