3D打印產業未來發展的幾大重要趨勢

如今，3D打印機的運作速度變得越來越快，變得更易使用，同時還可處理多種材料、打印有源元件或系統，3D打印機在未來的應用不僅僅只局限于快速成型。

　　3D打印技術，也就是增材制造技術，自1980年代便以某種形式存在。然而，3D打印技術至今仍舊無法開展或無法以成本效益的方式開展大部分成品生產或大規模商業化生產。人們越來越期望，3D打印技術的這些缺點在不久的將來都會被克服。

　　一系列的技術發展趨勢正證實著人們的期望。目前，新興的中級3D打印機開始具備高端系統功能的同時，保證了桌上型尺寸和低價位。在不同產品范圍內，3D打印機的速度不斷提升。目前正在研制的高端系統可提供的打印速度比現有的頂尖機器的速度要快500倍。然而，因為關鍵的專利技術快要到期，這一現象可能會加快創新的腳步。

　　最近的一項PwC調查便調查了多于100個工業制造商。其中，三分之二的工業制造商已經在使用3D打印技術（見圖1）；大多數的制造商仍然只是在試用3D打印技術或將其用于快速成型。自3D打印技術開發以來，快速成型便是重心。市場調研公司“易觀國際”專注于預測未來的發展；其預測，3D打印機和服務的全球市場在2018年會上升到162億美元（2013年只有25億美元），實現45.7%的復合年增長率（CAGR）。

　　盡管3D打印技術具有以上發展趨勢，3D打印行業也面臨著挑戰。快速成型的地位仍舊重要，但是其不再是可以將技術變為大規模使用的“游戲規則改變者”了。3D打印行業需要著重于打印功能更加完善的成品或元件，而且打印的數量要遠遠超出原型產出數量。比如，助聽器和牙套制造商便采用了成品技術。此外，3D打印需要補充或取代傳統生產的產品和元件，并創造出無法由其他方式生產的物品。

　　你的公司目前是如何應用3D打印技術的？

　　試用階段，決定是否采用

　　只用于原型設計

　　原型設計和生產

　　生產無法用傳統方法制造的產品

　　只用于成品/最終元件的生產

　　沒有采用

來源：PwC和Zpryme調研和分析

　　1.易觀國際在2014年3月31日的新聞稿中說道：“3D打印市場在2018年會增長到162億美元。”

表1：3D打印技術在同行業的最新利用

　　為改進設計和生產策略，很多產業都在使用市面上的3D打印解決方案（見表1）。通過打印機和打印方法、設計和打印軟件以及打印材料這三方面的統籌發展，3D打印技術在未來會不斷發展。此期《PwC技術預測》便針對以上三個方面展開了調查。本文評估了3D打印機和打印方法在性能、多材質管理以及生產成品能力方面的發展趨勢。未來的文章會調查軟件和材質本身。

　　3D打印行業的最新狀況

　　在3D打印中，成千上萬層材質會疊加到其他材質或“墨水”（最常見的為塑料聚合物或金屬）的層面之上進行打印。很多打印技術通常都需依靠于材料（見花絮報道“3D打印技術”）。比如，熔絲制造（FFF）就利用了塑料、涉及到光敏聚合物的立體光刻、金屬激光燒結等等。

　　術語“墨水”指的是在3D打印中從噴嘴中擠壓出或噴出的材料。除了噴墨式打印方法，“墨水”術語還適用于其他方法。

　　3D打印技術

　　立體光刻（SLA）：此3D打印技術利用紫外線光束來硬化液體樹脂，進行逐層連接。

　　熔絲制造（FFF）：融化熱塑流會從噴嘴中擠壓出，形成一層層材料；每一層都會與前一層相連接。常見的墨水包括ABS（丙烯脯二乙烯丁二烯樹脂）和聚乳酸聚合物。

　　選區激光熔化（SLM）：SLM類似于SLS；不同點便是SLM融化粉質材料。粉末會在極高的溫度下被融化。

　　電子束熔化（EBM）：EBM類似于SLS，但是EBM利用電子束作為能量源。