cookieOptions = {...}; .2017 年 3D 列印行業產業鏈的六大方向標 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

智慧生活設計事務所


2017年2月10日 星期五

Carbon M1 Super Fast 3D Printer Demo!



轉折總是毫無聲息的突然降臨,據說川普一上任,簽署的移民和難民的行政命令,直接導致歐文這樣的明星球星受到影響,也有人說川普將用生意人的目標導向,雷厲風行的方式為美國爭取到更大的利益。

世界有時候真是看似這麼荒謬,又存在其中的邏輯和規律,而對於3D列印行業來說,我們深感幸運的是行業的發展,不像政治形式這樣,會一夜之間畫風180度突變,而是我們可以從發生的事情中,尋找將要「突入一夜春風來,千樹萬樹梨花開」的跡象,從而更好的抓住其中的節拍與機會。


超材料
歐盟在其增材製作發展路線圖中,曾提出重點支持生物材料、超導材料、新磁性材料、高性能金屬合金、非晶態金屬複合高溫陶瓷材料、金屬有機骨架、奈米顆粒和奈米纖維材料。

美國國家創新中心America Makes,制訂的增材製造材料重點領域目標,則是建立材料知識的體系,為增材製造材料建立基準特性數據,包括創建一個範式轉變,從控制過程參數來「建立」微觀結構,而不是控制底層物理學上的微觀尺度,以實現一致的可重複性的微觀結構,從而「設計」材料屬性。



小編認為當前增材製造領域,歐洲在進行先進領域的探索,美國試圖通過其最擅長的數據分析,與軟體能力,打造共性的體系。

當然,這其中還有很多共同的工作,是各個國家都在積極佈局,包括高溫合金這一必須的戰略領域。

在基礎性的材料建設的基礎,編程材料成為下一個搶佔的策略制高點。超材料是指材料的設計,表現出不同尋常的特性,是具有天然材料,所不具備的超常物理性質的人工複合結構,或複合材料。 迄今發展出的「超材料」包括:」左手材料」、」光子晶體」、」超磁性材料」等。

哈佛的研究人員,嘗試透過建立一個基礎設計框架軟體,從而實現幾何形狀和幾個功能之間切換,並不限制打印尺寸,可以從米級到奈米尺度的應用,從減震建築材料,升級到光子晶體的超材料結構。

小編認為超材料或借助3D列印「滲入」特殊材料領域,使得超材料成為尋常可見的材料。

電子結構件
電子產品製造中的電氣互聯技術,已經由以表面組裝技術、微組裝技術、立體組裝技術、高密度組裝等技術,為標誌的發展時期,逐步進入了以光電互聯、綠色組裝、結構功能組件互聯、多媒體複雜組件互聯等技術,為標誌的新技術發展時期。


為保證各類新型電路組件/模組的,電氣互聯品質和效率,電子行業對與這些要求相適應的新製程、新方法提出需求。

而3D列印的製造過程快速、結構形體複雜性,無限制等技術特性,尤其適用於電子產品的單件、多品種小批量研製,以及採用傳統製造方式,難以實現的結構電子產品的開發。

在結構電子產品製造領域,美國Optomec公司通過氣溶膠噴射3D列印技術,已被應用在小批量產品的生產中,使用該技術3D列印的曲面共形天線,或在眼鏡上直接印制AR電子設備,就是其中頗具代表性的應用。

在這一領域活躍著大量的高科技企業,包括哈佛大學創業企業Voxel 8,被GE和歐特克投資的Optomec,麻省理工的MultiFab,CC3D,Nano Dimension 等等。在中國,西安交通大學透過一種導線與基體,同步列印的3D列印技術,實現了結構電子產品,三維空間的任意排布。

更精細的品質檢測
3D列印製品在製備和使用過程中,某些缺陷的產生和擴展,幾乎是無法避免的。在金屬融化過程中,每個雷射點創建了一個微型熔池,從粉末融化到冷卻成為固體結構,光斑的大小,以及功率帶來的熱量的大小,決定了這個微型熔池的大小,從而影響著零件的微晶結構。

對於金屬增材製造的複雜性,可以區分為五個層面:1 簡單的零件、2 優化的零件、3 帶有嵌入式設計的零件、4 為增材製造設計的零件、5 複雜的胞元結構零件。

對於複雜的3D列印產品的檢測,國際各大科研機構,和例如GE這樣的企業,開始採用X射線顯微CT(X-ray Micro CT)作為檢測手段。小編認為這一趨勢將在2017得以強化。

3D列印佔主角的航太
2017年新年伊始,1月17日GE獲得批准的專利中,公開了用於製造渦輪機組件上的,應變傳感器的方法。緊接著,GE於1月24日又獲批專利,內容包括燃料噴射器主體,和冷卻系統的製造技術。如果說3D列印在航空領域,越來越彰顯重要性,那麼在航太領域,3D列印技術已然成為「頂梁柱」。


NASA認為3D列印製造液態氫火箭發動機方面,頗具潛力。NASA的AMDE-Additive Manufacturing Demonstrator Engine增材製造驗證機項目在3年內,團隊通過增材製造出100多個零件,並設計了一個可以通過3D列印來完成的發動機原型。而透過3D列印,零件的數量可以減少80%,並且僅僅需要30處焊接。

SpaceX、Blue Origin、馬歇爾太空飛行中心,Aerojet Rocketdyne,以及Rocket Lab在2016年再一次證明,3D列印不僅將提升火箭發射設備的性能,更能降低火箭發射的成本。

企業內部生態圈
GE本身是3D列印的下游應用企業,而收購了Arcam,Concept Laser以後,GE成為其上游3D列印設備廠商中的一員。並提出將在2到3年內,提高3D列印的速度,在更長遠的時間內,GE希望達到現在速度的100倍。

透過GE下游業務部門的應用發展需求,不斷反哺GE上游設備的研發,無論是資金方面,還是know-how方面,其收購的設備品牌,都獲取了其他企業難以獲得的優勢。無獨有偶,米其林也宣佈,將其與法孚合作的金屬列印技術,用於更好的輪胎模具生產。

而美鋁也宣佈將3D列印業務,從粉末到列印服務,單獨成立一家公司Arconic,Arconic公司,可以為用戶提供從航空技術,到金屬粉末生產,乃至產品認證的專業服務。依靠美鋁公司的技術實力,Arconic在傳統金屬製造技術,和3D列印領域,都將成為獨具實力的強勢品牌。

另外一家公司,GKN圍繞著強大的航空航太業務,與動力車輛業務版圖,GKN打造了三個增材製造卓越中心:GKN美國辛辛那提增材製造卓越中心,GKN 瑞典Trollh?tten增材製造卓越中心,GKN英國Filton增材製造卓越中心。

小編認為企業內部生態圈將成為3D列印的一大趨勢,3D列印的競爭將升級為研發、市場行銷、產業鏈、商業模式,全方位的競爭。

金屬性能的塑料
說到塑膠材料,正在變得更加具工程性能,Evonik最近推出VESTOSINT 3D Z2773材料,這種材料是使用惠普多射流融合3D列印機開發的第一個新的塑料粉末。


新的PA-12粉末具有優異的力學性能,並且通過美國FDA(食品和藥物管理局)標準,所以用這種材料製造出來的組件,可以用於食品接觸。

Solvay-蘇威以其先進的輕量化解決方案,以塑膠材料取代部分金屬為目標。Solvay先是在法國里昂成立技術中心,研究和生產Sinterline Technyl,又在美國格魯吉亞州的Alpharetta,開闢了一個新的實驗室,用於增材製造先進材料的研究。

義大利的CRP Technology,圍繞著聚酰胺材料,CRP Technology的尼龍增強材料獨具特色,其中Windform玻璃纖維增強聚酰胺材料,具有良好的拉伸強度,也可以被CNC數控加工,並且還是非導電材料。

牛津性能材料(OPM)已被選定為波音CST-100火箭、飛船,提供3D列印的結構件,OPM已經開始出貨OXFAB材料列印的零組件,拉開了高性能塑料材料,代替輕質金屬的一個新篇章。

威格斯正帶領由多家公司和機構組成的聯盟,投身於3D列印(增材製造或AM)創新。作為其關鍵角色的一部分,威格斯將以專用於增材製造技術的,新型化學配方設計為基礎,開發高性能聚芳醚酮(PAEK)聚合物新牌號。


從金屬到高性能材料的轉換,目前是航空航太市場的一個既定趨勢,小編認為塑膠材料成為追求設計自由度、製造便利性和輕質,以超越傳統鋁材的方案,這一趨勢將在2017得到加強。


                                                                                                                                                                  


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