3D打印产业未来发展的几大重要趋势

如今，3D打印机的运作速度变得越来越快，变得更易使用，同时还可处理多种材料、打印有源元件或系统，3D打印机在未来的应用不仅仅只局限于快速成型。

　　3D打印技术，也就是增材制造技术，自1980年代便以某种形式存在。然而，3D打印技术至今仍旧无法开展或无法以成本效益的方式开展大部分成品生产或大规模商业化生产。人们越来越期望，3D打印技术的这些缺点在不久的将来都会被克服。

　　一系列的技术发展趋势正证实着人们的期望。目前，新兴的中级3D打印机开始具备高端系统功能的同时，保证了桌上型尺寸和低价位。在不同产品范围内，3D打印机的速度不断提升。目前正在研制的高端系统可提供的打印速度比现有的顶尖机器的速度要快500倍。然而，因为关键的专利技术快要到期，这一现象可能会加快创新的脚步。

　　最近的一项PwC调查便调查了多于100个工业制造商。其中，三分之二的工业制造商已经在使用3D打印技术（见图1）；大多数的制造商仍然只是在试用3D打印技术或将其用于快速成型。自3D打印技术开发以来，快速成型便是重心。市场调研公司“易观国际”专注于预测未来的发展；其预测，3D打印机和服务的全球市场在2018年会上升到162亿美元（2013年只有25亿美元），实现45.7%的复合年增长率（CAGR）。

　　尽管3D打印技术具有以上发展趋势，3D打印行业也面临着挑战。快速成型的地位仍旧重要，但是其不再是可以将技术变为大规模使用的“游戏规则改变者”了。3D打印行业需要着重于打印功能更加完善的成品或元件，而且打印的数量要远远超出原型产出数量。比如，助听器和牙套制造商便采用了成品技术。此外，3D打印需要补充或取代传统生产的产品和元件，并创造出无法由其他方式生产的物品。

　　你的公司目前是如何应用3D打印技术的？

　　试用阶段，决定是否采用

　　只用于原型设计

　　原型设计和生产

　　生产无法用传统方法制造的产品

　　只用于成品/最终元件的生产

　　没有采用

来源：PwC和Zpryme调研和分析

　　1.易观国际在2014年3月31日的新闻稿中说道：“3D打印市场在2018年会增长到162亿美元。”

表1：3D打印技术在同行业的最新利用

　　为改进设计和生产策略，很多产业都在使用市面上的3D打印解决方案（见表1）。通过打印机和打印方法、设计和打印软件以及打印材料这三方面的统筹发展，3D打印技术在未来会不断发展。此期《PwC技术预测》便针对以上三个方面展开了调查。本文评估了3D打印机和打印方法在性能、多材质管理以及生产成品能力方面的发展趋势。未来的文章会调查软件和材质本身。

　　3D打印行业的最新状况

　　在3D打印中，成千上万层材质会叠加到其他材质或“墨水”（最常见的为塑料聚合物或金属）的层面之上进行打印。很多打印技术通常都需依靠于材料（见花絮报道“3D打印技术”）。比如，熔丝制造（FFF）就利用了塑料、涉及到光敏聚合物的立体光刻、金属激光烧结等等。

　　术语“墨水”指的是在3D打印中从喷嘴中挤压出或喷出的材料。除了喷墨式打印方法，“墨水”术语还适用于其他方法。

　　3D打印技术

　　立体光刻（SLA）：此3D打印技术利用紫外线光束来硬化液体树脂，进行逐层连接。

　　熔丝制造（FFF）：融化热塑流会从喷嘴中挤压出，形成一层层材料；每一层都会与前一层相连接。常见的墨水包括ABS（丙烯脯二乙烯丁二烯树脂）和聚乳酸聚合物。

　　选区激光熔化（SLM）：SLM类似于SLS；不同点便是SLM融化粉质材料。粉末会在极高的温度下被融化。

　　电子束熔化（EBM）：EBM类似于SLS，但是EBM利用电子束作为能量源。