3dptek logo

入冬的北京已有丝丝寒意, 天空却晴朗湛蓝、万里无云。2012年 11月15日, 首都大酒店内气氛热烈, 一个揭牌仪式正在举行。

这就是“北京数字化制造产业技术创新联盟”的成立大会, 来自中国科技界、航空航天、高端制造业、各大院校的专家学者和企业家们共同见证了中国首家布局冲击3 D打印产业的行业联盟。这一举动引起了政府领导和科研界的高度重视,大家围绕着展台上的中国造3 D打印产品兴奋不已,展台上的展品并不多,其中尤以北京隆源自动成型系统公司、中国航空航天大学、清华大学的产品引人注目。

    与此相呼应,全球3D 打印产业已进行地如火如荼。2009年,美国率先发表“3D打印发展路线图”,2011年成立了“3D打印产业协会”,2012年, 在奥巴马政府的倡议和直接指导下成立了”3D打印联盟”,美国正力求通过突破智能机器人、人工智能、3D打印三大数字化制造技术,实现“再工业化、再制造化”,夺回制造业主导权。

    欧盟也设置基金支持3D打印技术,分别在诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克斯特大学建立了3D打印中心,其中埃克斯特大学等得到欧洲区域发展资金的支持,获得260万英镑的投资成立增量叠层制造中心, 以推动英国西南地区及周边的经济发展。

    在南非, 2011年, 南非国家激光中心与南非航空制造公司Aerosud宣布开展Aeroswift项目研究,得到了南非科技部的大力支持,科技部为此投入2800万兰特(约340万美元)。

    3D打印技术, 已成为引领未来全球制造业发展趋势的关键词。

    以3D打印技术为契机,中国也首次与世界诸强国一道,并肩站在了高端制造产业研发应用的起跑线上。

在中国,从事3D打印技术研究的机构寥寥无几,把3D打印技术应用并产业化的企业更是屈指可数,北京隆源自动成型系统有限公司就是最早的一家。北京隆源成立于1994年,在中国最早开始进入3D打印的研究与发展。1994年研制成功中国第一台激光快速成型机, 倾力开发出选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速成型的应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laserCore5100、5300、7000等型号的SLS装备(最大成形空间为1400×700×400mm),拥有200多家设备用户及500多家加工服务用户,遍布在航空航天、船舶、汽车制造、和铸造行业等广泛领域。

一直到今天,世界上能进行激光快速成型机器生产和加工产品的也仅有美国、日本、德国, 北京隆源的研发与运用一直与世界先进同步。作为中国3D打印产业的先行者,在这条孤独而又充满魅力的路上,北京隆源已走了很久很久。

廿年磨剑 硕果累累

    早在上世纪80年代中期,中国就提出了实施了高新技术研究发展计划,对未来经济和社会发展有重大影响的生物技术、信息技术、自动化技术、新材料技术、激光技术等众多领域,确立了15个主题项目作为突破重点,以追踪世界先进水平。在这种形势下,北京隆源自动成型系统有限公司应运而生。

公司于1994年成立,注册资金200万美元,专门进行快速成型设备的研发和销售,并于创建当年便成功制造了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360。

SLS快速成型即为3D打印技术的一种。3D打印技术属于一种非传统加工工艺,也称为增材制造、快速成型等,是近30年来全球先进制造领域的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统切削等材料的“去除法”不同,3D打印技术通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体。该技术将三维实体变为若干二维平面,大大降低了制造复杂程度。理论上,只要在计算机上设计出结构模型,就可以应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下快速地将设计变为实物。该技术特别适合于航空航天、武器装备、生物医学、汽车制造、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内部结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道等)的快速制造,符合现代和未来的发展趋势。

北京隆源总工程师冯涛毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年,他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。在他的带领下,北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法。

    作为国内最早实现3D打印技术产业化、服务化的公司, 19年来, 北京隆源在中国3D打印行业一路探索, 一路领先,引领并推动了中国3D打印产业的发展。

1994年, 成功制造了中国第一台SLS快速成型设备,专门进行快速成型设备的研发和销售;

1995年, 通过北京市科委组织的专家鉴定;获得发明专利;

1997年,用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功,进入复杂金属结构件的快速开发领域;

1998年, 参加科技部的快速成型示范服务中心项目,设备被二家服务中心选中;

2000年,研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺,为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础,金属材料直接成型技术进入实质开发阶段;

2002年,开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究;

2004年, 与华南理工大学合作开展选区激光熔化金属成型技术。目前均可制造出密度100%的不锈钢和Ni基合金钢零件;2003年,推出大尺寸快速成型设备AFS-450,软硬件较AFS-320有22项重大改进。设备更稳定、可靠、人性化、速度更快、精度更高,成为企业用户的首选设备;

2005年, 推出AFS-500,成型尺寸125立升,当年形成销售,并推出可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡,与传统的精密铸造无缝连接,解决了钛合金快速铸造表面粗糙的问题;

2008年,开发完成AFS-700成型设备,成型尺寸245立升,是当时最大尺寸的激光粉末烧结设备,满足了绝大部分精密铸件尺寸的要求。设备采用全新的上料铺粉方式,单向铺粉时间减小一半,无需中间加料。设备当年形成销售;

2009年,激光烧结砂实现突破。成型砂芯的强度和发气量均达到铸造要求。开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机;

2010年,LaserCore5300样机开发完成,开始试销。

3D打印技术作为目前最为先进的一种制造方式,也代表了目前全球最前沿的科学技术。

但是,科技产业的发展并不是一蹴而就的, 必须经过漫长而艰辛的积累,才会有所爆发,经过近20年的耕耘与奋进,北京隆源终于迎来了3D打印产业的爆发期。

3D应用 领军中国

  自2008年美国金融导致的全球经济危机爆发以来,世界经济似乎始终都未走出低谷,尽管期间也曾多次试图反弹,但最终仍因后劲不足而增长乏力。历史经验反复证明,在全球经济陷入衰退之时,正是新经济萌芽和新技术诞生之时。全球经济之萎靡不振,表明传统的生产关系已经严重阻碍了生产力的发展,变革将成为生产关系新的动力。

  今年以来,对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米·里夫金称,互联网与新能源的结合,将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出,3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命到来的标志。

  作为一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术,3D打印技术现已广泛应用于航空航天、与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是,该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。

  经过19年的探索创新,北京隆源在3D打印技术的应用上在中国已经成为领军者, 为中国的航空航天, 汽车, 等行业的腾飞作出了突出的贡献。

  航空航天领域:航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,传统方法难以制造。因此,3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。在国外, 美国波音公司将3D打印技术与传统铸造技术相结合,制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等制件;通用公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键制件;比利时Materialise公司的Mammoth激光快速成型系统,其一次性最大加工尺寸可达2200mm。

  在中国,北京隆源则凭借自身的技术优势,为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道(最大高度达到2800mm)、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务:1996年,第一台商品化SLS快速成型机销往北京航空材料研究院,并成功应用于军用航空新产品的开发;1999年,第二代商品化设备AFS-320成功推向市场。快速成型的应用逐步展开,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务,如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氢发动机、卫星陀螺仪框体等。

  军事工业领域:3D打印技术和传统制造技术相比,具有简单、易操作等特点,特别是对于一些新材料的加工,成效尤为显著。如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好、耐高温等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件的刚强度。所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型,取得了良好的效果。

  在中国,钛合金已经广泛应用于自行火炮炮塔、构件、装甲车、坦克、军用直升机等制造。1999年,北京隆源自动成型有限公司利用3D打印技术,参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务,如:JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器,红外制导仪观测镜壳体等;2002年,北京隆源开始与中国工程物理研究院开展大功率激光直接制造金属零件的研究,从而进一步推动了我国军事工业的发展。

  汽车制造领域:德国奥迪汽车公司(Audi)使用3D打印技术成功地使用KUKA机器人制造出了Audi RSQ汽车。随着我国汽车工业的发展,汽车产量迅猛增长,一些关键性零部件也日趋复杂化、大型化和轻量化,这便要求实现零部件的整体化和集成化制造。而采用模具进行翻砂制模的传统工艺,使得模具越来越复杂,活块数量也急剧增加,这些因素在一定程度上都制约了我国汽车工业的发展。

  在中国, 引领国内3D打印技术的北京隆源的技术团队展开了3D打印技术于汽车发动机制造领域的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件,其最大特点一个是成型过程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件。此外,SLS技术成型材料广泛,特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通过与铸造技术结合,快速铸造出发动机的部件。SLS技术与铸造技术的结合,衍生出快速铸造技术,可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点,可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验,有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性,可在设计开发阶段低成本地即时修改,以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量,其快速成型原材料地多元性,为产品开发阶段提供了不同地工艺组合,由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合,有助于降低开发成本,其组合工艺的快捷性,支持产品更新换代频次的提高,有助于推动产品早日进入市场。

  北京隆源利用3D打印技术,为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等,不仅制造速度快而且精度高,从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今,国内众多的高铁、动车、地铁的发动机中都可以看到隆源的产品。

  2001年,北京隆源研发的汽车关键结构件的快速成型与快速制造工艺成功,开始为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的RP服务;

  2006年,北京隆源激光直接成型铸造砂芯技术推向市场,销售第一台专门用于铸造砂芯的成型设备。并成功用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发;

  2011年,北京隆源为满足柴油机等行业需求,开始研发大尺寸激光制芯机;通过与广西玉柴机器股份有限公司、东风商用汽车工艺所合作,研发出柴油缸体缸盖的快速制造方法与工艺等。

  生物医药领域:目前3D打印技术也被应用到生物医药领域,包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。在生物制造方面,欧美等发达国家研究较多、范围较广且已经取得临床应用:在美国,利用SLA制造技术,使用生物相容树脂可以制作医用助听器、眼睛水晶体模型、人工牙齿等;在意大利,利用SLA制造技术制造了人体骨骼修复体。

  在中国,北京隆源与北京大学口腔医院合作,由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储,后提供给隆源,隆源据此开发研制了AFS-320型快速成型机。该设备采用选区激光粉末烧结法,原料为聚苯乙烯粉末,制作成实体模型,可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状,并取得了很好的疗效。同时,在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗中,临床应用结果表明,治疗效果良好。

严谨管理 追求卓越

  目前,世界上许多国家与地区都在开发或应用3D打印技术。有资料显示,2010年,全球3D打印行业的总产值达到了13.25亿美元,比上年增长24.1%;2011年,全球营收17亿美元,比上年增长29.4%;预计,2012年将达21亿美元,2015年达到37亿美元,2019年达到65亿美元。可以说,3D打印技术的数量在一定程度上表现了国家的经济活力与创新能力。

  根据国际权威3D打印行业报告《Wohlers Report 2012》显示,世界主要国家和地区根据所拥有设备数量的排名前10位如下:美国38.3%、日本10.2%、德国9.3%、中国8.6%、 英国4.4%、意大利3.9%、法国3.0%、韩国2.2%、加拿大1.9%、中国台湾1.5%,其中美国和欧盟是最主要的设备拥有国,我国拥有不足10%的设备数量,并且其中很多是从国外进口。而主要国家和地区设备制造商的生产设备情况如下:美国72.9%,欧洲10.2%,以色列9.3%,日本3.7%,中国3.6%,其余的0.3%为其他国家和地区所有。以上数据表明,我国在3D打印方面还需奋起直追。

  在国内为数不多的3D打印行业企业中,北京隆源无疑是一个行业的领军者。在近二十年的发展历程中,北京隆源也经历了所有新兴技术行业所必然要经过的历练。作为国内最早实现3D打印技术(增材制造技术)产业化、服务化的上市公司,北京 隆源不仅拥有过硬的技术实力,在管理上也有过人之处。公司拥有一支稳定而卓有成效的队伍,从总工程师冯涛、市场总监到技术骨干等,都是创业至今的老员工,他们专业知识全面,专业技术过硬,市场经验丰富, 具有良好的协作和沟通能力,能深入准确的把握客户的产品设计,开发与制作要求,通过科学严谨的工作流程,结合长期的实践经验,为用户提供最适合的解决方案.

  北京隆源不仅拥有自主知识产权的3D打印设备和产品,更拥有独具特色的服务体系。对客户提供一站式解决方案。公司拥有国内顶尖设备,可以提供小批量生产的一整套设备和服务,以及产品的个性化定制服务,实现真正意义上的一站式处理解决问题。同时,利用工艺全面和技术实力雄厚的优势, 针对产品设计开发的不同阶段,提供最佳的设备与技术手段,为客户提供时间最短、最低成本、性能最好的产品与服务。

  北京隆源拥有多种类型的自主研发的SLS型系列3D打印机,加工材料包括石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末及其复合粉末等,其产品完全符合航空航天、、汽车制造等高精尖领域客户的要求。

  在服务方面,隆源的表现更为专业。隆源为客户提供24小时在线的咨询服务,并在全国多处设有分公司或办事处,无论何时何地遇到问题或困难,隆源的工程师都将通过网络、电话或上门等途径提供帮助。同时,隆源要求每一位售后服务人员都须要掌握相关的技术及理论知识,并能够进行售后技术培训及维护,解决客户的使用问题,维系与客户间的良好关系。比如,服务人员要懂得操作CAD制图操作,以便于为客户及时、有效地提供技术支持与售后服务。另外,隆源售后服务人员均是相关专业比如机械、机电、电子、材料应用等科系,本科及本科以上学历毕业,同时具备一定工作经验的专业人员。

持续创新 扬帆未来

  对于21世纪的全球来说,这是一个“中国制造”无处不在的时代。2010年,中国超过美国成为制造业第一大国,制造业产出占世界的比重为19.8%。在制造业22个大类中,我国在七个大类中名列世界第一。“中国制造”为中国经济腾飞,为世界经济的发展做出了巨大贡献。然而,中国要成为制造业强国,改变处于国际分工和产业链的中低端的现状,还有很长的路要走。

  3D打印产业浪潮的到来是一个绝佳的契机。以制造业数字化、智能化为核心的第三次工业革命即将到来——先进制造技术创新的内涵包含了产品创新、制造技术创新、产业模式创新。数字化、智能化技术将深刻改变制造业的生产模式和产业形态,将为中国的制造业发展带来前所未有的挑战和机遇,今后的二十年, 将是中国制造业由大到强,实现跨越式发展,在创新和综合竞争力进入世界前列的绝佳发展机遇期。

  北京隆源继续站在中国3D打印产业的潮头,一方面提倡行业共进发展,相继倡议成立“北京数字化制造产业技术创新联盟”和“中国3D打印技术产业联盟”,同时又投资研发生产更新更高端的技术和产品. 据总工程师冯涛透露:北京隆源正着手研究金属粉末在SLS技术中的应用,并取得了一定的成效。在他看来,实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对3D打印技术在用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件中的更广泛的应用具有特别重要的意义。冯涛认为,SLS成形技术在金属材料领域中的研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料、非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。可以预见的是,随着对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。

  此外,北京隆源院在医疗领域也有更新的应用方向,即牙科领域专业快速成型和快速制造方案:使用特定的CAD软件可以实现义齿的CAD设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。有了CAD设计,义齿的快速成型和快速制造便可以实现自动化生产,效果高,耗材少,成本低。

  作为数字化制造产业中最为典型、应用最为广泛的技术之一,3D打印技术在提升中国工业制造业水平方面将会起到无与伦比的作用。这种具有市场前景广阔、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好等一系列战略优势的创新技术,有助于培育出战略性的新兴产业集群,也有利于推动、升级一批重点产业集群。

  无疑,推进3D打印技术, 对增强中国工业创新能力、提升工艺制造能力、带动相关产业链发展、破解工业发展与资源环境困局、培育新兴产业及优化产业结构等具有极其重要的战略意义。

  北京隆源, 在3D打印产业的大道上, 还在继续大步地前行。

  3D打印技术属于一种非传统加工工艺,也称为增材制造、快速成型,是近30年来全球先进制造领域兴起的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统制造在材料上做减法不同,3D打印奉行的是加法守则,即通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体,再将三维实体变为若干二维平面,大大降低了制造复杂程度。只要在计算机上设计出结构模型,就可以快速地将设计变为实物,而无需刀具、模具及复杂的加工工艺。3D打印技术尤其适用于航空航天、武器装备、生物医学、模具等领域中批量小、结构非对称、曲面多及内容结构零部件(如航空发动机空心叶片、人体骨骼修复体、随形冷却水道)的快速制造,非常符合现代及未来工业制造的发展趋势。

  今年以来,对第三次工业革命的探讨达到高潮。美国学者杰里米?里夫金称,互联网与新能源的结合,将会产生新一轮工业革命——这将是人类继19世纪的蒸汽机和20世纪的电气化之后的第三次“革命”。而英国《经济学人》杂志也指出,3D打印技术市场潜力巨大,势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰,这便是第三次工业革命到来的标志。有数据统计,2010年增材制造3D打印行业的总产值达到了13.25亿美元,比上一年增长24.1%,2011年全球营收17亿美元,比上年增长29.4%,预计2012年将达21亿美元,2015年达到37亿美元,2019年达到65亿美元。

  3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国,但到20世纪80年代后期3D打印技术才发展成熟并被广泛应用。目前美国、日本、德国等国家的3D打印产业较为发达。在中国,从事3D打印技术研究的机构寥寥无几,而把3 D打印技术应用并产业化的企业更是屈指可数,北京隆源自动成型系统有限公司便是随着20世纪90年代国家高新技术研究发展计划的实施而应运而生的国内最早的一家3D打印企业。成立于1994年的北京隆源自动成型系统有限公司,注册资金1700万。创立当年便研制成功了中国第一台SLS快速成型设备——AFS-360,之后便倾力开发选区激光粉末烧结(SLS,Selective Laser Sintering)快速成型机,同时致力于快速原型的应用加工服务。如今,其合作伙伴遍布大江南北,其中包括国内众多科研院所和各汽车制造领域的领军企业。

  北京隆源总工程师冯涛,毕业于清华大学,曾任职于清华大学高分子材料研究所,具有丰富的高分子材料和激光光学的理论和实践经验,是我国最早从事激光快速自动成型技术研究的专家之一。他对于3D打印技术的应用与材料有着深厚的造诣。早在1995年,他就提出将SLS应用于快速精密制造。与其他3D打印机技术相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。在他的带领下,北京隆源相继成功研制出铸造熔模、蜡模压型及铸造型壳等复杂的工艺制作方法,以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的应用方法。

  对于SLS的成型材料,冯涛为之一一作出了详解。

  聚苯乙烯是最早工业化的塑料之一,属于无定形聚合物,它的比热度低,加热流动和冷却固化速度快,熔体粘度适中,且流动性和热稳定性较好,有利于SLS烧结成形。聚苯乙烯无明显熔点,熔融温度的范围较宽,约在95℃开始软化,120℃~180℃之间成为流体,300℃以上开始分解,放出气体,到380℃以上就会剧烈分解。聚苯乙烯受热后可熔化、粘结,冷却后可以固化成型,而且该材料吸湿率小,成型件浸树脂后可进一步提高强度,主要性能指标可达拉伸强度≥15MPa、弯曲强度≥33MPa、冲击强度≥3MPa,可作为原型件或功能件使用,也可用做消失模铸造用母模。

  陶瓷作为一种重要的结构材料,具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀等优点,无论传统工业领域还是新兴的高技术领域都有着广泛的应用。然而,陶瓷所固有的高强度、高硬度等优点却同时给陶瓷件的成型、加工带来了很多困难,因而陶瓷粉末很难通过SLS技术直接烧结。为解决这个问题,常用的方法是添加有机粘结剂、无机粘结剂和金属粘结剂。北京隆源公司提出以Si3N4(氮化硅,一种新型陶瓷的主要成分)粉末为原料,利用SLS制备介观α-SiAlON陶瓷转子的方法。即对Si3N4粉体表面进行无机、有机两次包覆改性,进而制得坯体。这种采用粘结剂包覆遐尔闻名粉末的方式制得的坯体比粘结剂与陶瓷混合得到的坯体强度更高,并且最终制件的成型精度和力学性能更好。

  金属粉末可以实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对3D打印技术在用传统切削加工方法难以制造出的高强度零件中的更广泛的应用具有特别重要的意义。冯涛认为,SLS成型技术在金属材料领域中的研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料、非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。

  覆膜砂采用热固性树脂如酚醛树脂加入锆砂、石英砂的方法制得、利用激光烧结方法制得原型可直接用做铸造用砂型(芯)来制造金属零件,其中锆砂具有更好的铸造性能,尤其适具有复杂形状的有色合金铸造如镁、铝等合金的铸造。型砂与低熔点的高分子材料有两种混料方法,一种是机械混料,另一种是将高分子材料加热熔化,把型砂倒入,搅拌均匀,使型砂表面覆盖一层高分子材料。由于覆膜砂的烧结性能好,故常用于汽车制造业及航空工业等领域。

  此外,目前北京隆源可成功进行SLS成型加工的材料还有石蜡、塑料及其他新材料的复合粉末材料等。SLS的成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛,加之SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,适合多种用途。

  3D打印技术现已广泛应用于航空航天、与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见的是,该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。经过19年的探索与创新,北京隆源在3D打印技术的应用上在中国已成为领军者,并为中国的航空航天、汽车、等行业的腾飞作出了突出的贡献。

  航空航天:航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点,产品的定型是一个复杂而精密的过程,往往需要多次的设计、测试和改进,耗资大、耗时长,传统方法难以制造。因此,3D打印技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。北京隆源凭借自身的技术优势,为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道(最大高度达到2800mm)、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务:1996年,第一台商品化SLS快速成型机销往北京航空材料研究院,并成功应用于军用航空新产品的开发;1999年,第二代商品化设备AFS-320成功推向市场。快速成型的应用逐步展开,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务,如:用于大推力火箭的液氧-煤油和液氧-液氢发动机、卫星陀螺仪框体等。

  军事工业:3D打印技术和传统制造技术相比,具有简单、易操作等特点,特别是对于一些新材料的加工,成效尤为显著。比如铝合金一直是军事工业中应用最广泛的金属结构材料。铝合金具有密度低、强度高、抗腐性好、耐高温等特点,作为结构材料,因其加工性能优良,可制成各种截面的型材、管材、高筋板材等,以充分发挥材料的潜力,提高构件的刚强度。所以,铝合金是武器轻量化首选的轻质结构材料。北京隆源利用3D打印技术,参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务,如:JS-Ⅱ型新式坦克的涡轮增压器,红外制导仪观测镜壳体等,从而进一步推动了我国军事工业的发展。

  汽车制造:随着我国汽车工业的发展,汽车产量迅猛增长,一些关键性零部件也日趋复杂化、大型化和轻量化,这便要求实现零部件的整体化和集成化制造。而采用模具进行翻砂制模的传统工艺,使得模具越来越复杂,活块数量也急剧增加,这些因素在一定程度上都制约了我国汽车工业的发展。在中国, 引领国内3D打印技术的北京隆源的技术团队展开了3D打印技术于汽车发动机制造领域的研究。SLS是利用红外激光光束所提供的热量熔化热塑性材料以形成三维零件,其最大特点一个是成型过程与复杂程度无关,因此特别适合于内部结构极其复杂的发动机缸体、缸盖、进排气管等部件。此外,SLS技术成型材料广泛,特别是可以用铸造的树脂砂和可消失熔模材料成型,因此,可以通过与铸造技术结合,快速铸造出发动机的部件。SLS技术与铸造技术的结合,衍生出快速铸造技术,可有效地应用于发动机设计开发阶段中样机的快速制造。其适合单件和小批量试制和生产的特点,可迅速响应市场和提供小批量产品进行检测和试验,有助于保证产品开发速度。其成型工艺过程的可控性,可在设计开发阶段低成本地即时修改,以便检验设计或提供装配模型。有助于提高产品的开发质量,其快速成型原材料地多元性,为产品开发阶段提供了不同地工艺组合,由于SLS原材料的国产化和成型工艺可与传统工艺有机结合,有助于降低开发成本,其组合工艺的快捷性,支持产品更新换代频次的提高,有助于推动产品早日进入市场。

  北京隆源利用3D打印技术,为汽车制造商生产发动机缸体、缸盖、变速箱壳等,不仅制造速度快而且精度高,从而使得汽车复杂零部件制造变得数字化、精密化、柔性化、绿色化。如今,国内众多的高铁、动车、地铁的发动机中都可以看到隆源的产品

  生物医药:目前3D打印技术也被应用到生物医药领域,包括骨骼、牙齿、人造肝脏、人造血管、药品制造等。北京隆源与北京大学口腔医院合作,由口腔医院将患者的CT扫描数据从CT工作站经Magics软件处理后传输至PC机上,以标准格式(Dicom 格式)刻录存储,后提供给隆源,隆源据此开发研制了AFS-320型快速成型机。该设备采用选区激光粉末烧结法,原料为聚苯乙烯粉末,制作成实体模型,可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状,并取得了很好的疗效。同时,在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的治疗中,临床应用结果表明,治疗效果良好。目前,隆源在医疗领域又有了新的方向,即牙科领域专业快速成型和快速制造方案:使用特定的CAD软件可以实现义齿的CAD设计,包括牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。有了CAD设计,义齿的快速成型和快速制造便可以实现自动化生产,效果高,耗材少,成本低。

  当前,我国已经进入全面建设小康社会的关键时期和深化改革开放、加快转变经济发展模式的攻坚时期。3D打印技术的发展具有广阔市场前景、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好等一系列战略优势,能够在此基础上培育出一批战略性新兴产业集群,有利于推动升级一批重点产业集群。我们相信,北京隆源作为国内最早发展3D打印产业的公司,凭借先进的技术、规范的管理、完善的服务和持续的创新,将继续在中国3D打印产业未来的发展中一路领先、大步向前。

  近年来,起步于上世纪90年代的中国3D打印产业发展势头迅猛,中国庞大的人口数量为3D打印应用提供了广阔的市场。有数据统计,自2008年来,中国3D打印机的数量翻了7倍之多,技术方面已接近世界先进水平。然而不容忽视的是,中国3D打印的产业化进程仍与欧美国家存在较大差距,整体应用服务能力还远落后于欧美。在我国3D打印产业仍处于发展初级阶段时,欧美等发达国家的3D打印技术已广泛应用于航天飞行器、汽车、建筑、服装,甚至食物、人体组织器官等,尤其在一些交叉学科领域中的应用更加明显。究其原因,主要有:产、学、研、用脱节,虽然已有一些从事3D打印技术研究的机构,但真正把3D打印技术应用并产业化的企业并不多,很多技术仅停留在学术层面,得不到很好的产业化应用;很多的研发、创新产品缺乏与市场需求的有效结合,忽略了从市场需求出发的前提条件;缺乏龙头企业、核心技术和成熟的商业模式。正如中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在调研走访了美国Stratasys公司、3D Systems公司之后由衷而发的肺腑之言:未来谁最先打开应用市场,谁就可能引领这个产业(3D打印)的发展。换言之,谁的应用服务能力强,谁便能在3D打印产业的竞争中更具优势、抢占市场先机。

  展开中国3D打印产业的发展画卷,三帝打印科技有限公司控股子公司——北京隆源自动成型系统有限公司无疑便是那卷首中熠熠生辉的一笔重彩。作为国内最早研究和发展3D打印技术的公司之一,从1994年成功研制出中国第一台选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机开始,隆源成型便始终担当着3D打印产业化的践行者和引领者的角色,倾力于快速成型的工业化应用加工服务。先后推出了AFS-360、500、laserCore5100、5300、7000等型号的SLS装备,拥有400多家设备及加工服务用户,遍布航空航天、船舶、汽车制造、、电子、铸造、医疗、文化艺术等领域及研究院所和高校。



  在极具发展前景的航空航天领域,隆源成型为我国航空航天等部门及飞机制造企业提供直升机发动机、直升机机匣、蜗轮泵、钛机架、排气道、飞机悬挂件、飞轮壳等飞机零部件的生产和服务,参与完成了若干项国家航空航天重点项目的开发研制任务。



  在增长需求明确的军事工业领域,隆源成型参与完成了多项国家军事工业重点项目的开发研制任务。

  在汽车制造领域,2001年,隆源成型成功研发的汽车关键结构件的快速成型与快速制造工艺开始为汽车企业提供缸体、缸盖、进气管、变速箱壳体的RP服务;2006年,隆源成型激光直接成型铸造砂芯技术成功用于汽车发动机缸体、缸盖和增压器的快速开发;2011年,隆源成型为满足柴油机等行业需求,开始研发大尺寸激光制芯机;通过与广西玉柴机器股份有限公司、东风商用汽车工艺所合作,研发出柴油缸体缸盖的快速制造方法与工艺。



  在新兴生物医药领域,隆源成型特别研制的AFS-320型快速成型机,采用选区激光粉末烧结法,以聚苯乙烯粉末为原料制成实体模型,可用于口腔医疗中颧上颌骨骨纤维异常增生等症状;在陈旧性颧骨颧弓粉碎性骨折的临床治疗中,治疗效果良好。通过特定的CAD软件,可实现义齿的牙基底、牙冠、牙桥、牙罩冠、牙贴面、牙镶嵌等3D设计。此外,3D打印的心脏、肾脏、血管模型及股骨科(人工关节、头骨、盆腔骨)模型,可作为有效的辅助医疗手段来提高医疗成功率。



  此外,在3D打印未来主流应用方向之一的金属3D打印应用方面,隆源成型也一路领先。早在2000年,便研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺,为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础,金属材料直接成型技术进入实质开发阶段,之后可制造出密度100%的不锈钢和Ni基合金钢零件。2014年年末,在粉末冶金技术创新战略联盟的推荐下,由隆源成型牵头承担的《基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机》项目获批“2014年度中关村产业技术联盟重大应用示范项目”,成为获批项目中唯一一个3D打印领域的项目。该项目旨在通过SLM金属直接成型设备的示范应用,实现SLM成型设备在航空航天及医疗领域的产业化应用。



  鉴于隆源成型在中国3D打印应用服务方面的突出业绩,英国《经济学人》周刊(ECONOMIST)、长江商学院官网、《机械设计》(MACHINE DESIGN)等国内外权威媒体先后多次大篇幅报道隆源成型,称其为中国为数不多的不可小觑的3D打印制造服务商。

  相对于传统制造来说,3D打印免去了传统制造业产品成型的复杂过程,无需模具,一次成型,因此可设计、制作出更复杂的结构,特别适用于生产小批量、多品种的定制化产品及个性化大批量制造。作为国内最大的3D打印(SLS)技术服务供应商,隆源成型加工服务中心凭借自有的技术和设备,首创快速成型蜡模和树脂砂型,并与传统的精密铸造紧密衔接,可为诸多企业新产品试制阶段的单件小批量生产提供成熟的无模具生产工艺方案,为有开发能力的高校、科研院所提供快速制造各种复杂艺术原型、失蜡铸造蜡模、砂型铸造的砂型砂芯加工服务。同时,由公司开发部、生产部、市场部、行政部和售后服务部组成的高效运行机制,为隆源成型加工服务中心提供了有力支撑,使其得以不断地集成新技术、新工艺和新材料成果,完善产品,改进售后技术服务。如今,隆源加工服务中心已为航空航天、国防、汽车摩托车、泵业阀体等行业快速制造了大批量的异形复杂制件。

  在服务型导向的商业模式正悄然改变传统商业模式的今天,隆源成型也清晰地认识到,作为科技型工业制造企业,需要一套符合市场需求及企业自身发展特点的服务体系,来为客户提供专业化、定制化、持续化的服务。专业化的服务,即专业的人做专业的事;定制化的服务,即围绕客户的不同需求提供服务;持续化的服务,即客户需要时随时为其提供服务。

  二十年来,隆源成型正是以其独具特色的服务体系,为客户提供着一站式的解决方案。其国内顶尖设备可为客户提供小批量生产的一整套设备和服务,以及产品的个性化定制服务。还可针对产品设计开发的不同阶段,提供最佳的设备与技术手段。通过24小时在线咨询服务,及由分设全国多地的加工中心组成的加工联盟,随时随地为客户提供及时而专业的帮助。此外,由总工程师、市场总监、技术骨干等组成的隆源加工服务团队具备全面的专业知识、过硬的专业技术和丰富的市场经验,具有良好的协作和沟通能力,能深入而准确地把握客户的产品设计、开发及制作要求,并通过科学严谨的工作流程,结合长期的实践经验,为客户提供最适合的解决方案。

  在当前我国制造业转型升级、加快转变发展方式的历史性关键时期,作为数字化制造产业中最为典型、应用最为广泛的技术之一,3D打印技术在提升中国工业制造水平方面将会起到无与伦比的作用。因此,推进3D打印技术的发展,对增强中国工业创新能力、提升工艺制造能力、破解工业发展困局、优化产业结构等具有极其重要的战略意义。在国家为3D打印发展而制定的明确目标中,便包括了对研发应用能力较强企业的培育,及在全国范围内形成产业化示范基地的规划,加之工信部《国家增材制造发展推进计划》的即将发布实施,一切迹象表明,中国3D打印的规模化应用即将迈出实质性步伐。对隆源成型这样高度市场化、具备3D打印工业化应用服务优势的老牌企业来说,无疑迎来了一个绝好的发展契机。(文/佳语)

注:三帝打印(廊坊)科技有限公司版权所有(2015.2.12) 如需转载请注明出处

【引言】

  2014年年末,宗贵升博士收获到了他人生中颇具分量的一个奖项——最佳团队长奖。由美国500强企业品谱集团亚洲员工签名组成的这六个字,代表了同事们对他十年来带领团队风雨同舟、一路成长的感激与认可,也是对他的外企高管经历的一个圆满总结。

  2015年1月,宗贵升正式辞去品谱集团亚洲总裁兼五金家居东半球总裁职务,以三帝打印(廊坊)科技有限公司董事长兼CEO的新身份,全身心地投入到3D打印事业之中。褪去令人羡慕的跨国公司高管的光环而走上3D打印创新之路,出人意料。但对宗贵升本人来说,这是一个新的开始,更是一种回归。

  早在二十年前,以世界首批3D打印博士身份回国的宗贵升,便开始在国内推动3D打印的应用与发展。虽在追寻3D打印发展的道路上几经曲折,但宗贵升的脚步却从未停止:1993年做出中国第一台工业级3D打印机后,他坚持不懈地在中国航天航空、汽车、摩托车、机械设备制造领域推广3D打印技术,讲学百余次,培养了众多3D打印行业的人才及用户;1994年创立北京隆源自动成型系统有限公司,并和团队一起努力,使其成为3D打印行业二十多年持续专注运营的领军企业;2013年创立三帝打印(廊坊)科技有限公司,并用三帝打印做为控股公司,先后收购了北京隆源成型和北京环球精博康复辅具技术有限公司,创立深圳七号科技有限公司,搭建了万物打印(www.wanwudayin.com)云制造平台,通过集团化管理、多平台运作,以3D打印技术的系统开发及综合应用实力抢占产业先机。目前,三帝打印公司已经完成数千万级融资,按上市公司规范运行。

  伴随着3D打印在中国的发展脚步,宗贵升的3D打印之路也在不断探索、求真务实中越走越宽广,如静水深流般,笃行而致远。

静水:现实中求最佳

  水,为万物之源。静,为和谐而不张扬的智慧。在追寻科学真理的路上,应言行如静水,清澈诚信;应精进如静水,因势利导,勇往直前。

  3D打印制造技术的核心思想最早起源于19世纪末的美国,到20世纪80年代后期发展成熟并被广泛应用。1986年,中国钢研总院金属物理硕士毕业的宗贵升寄往大洋彼岸的一封信,成为了他走上3D打印之路的源头。

  美国德克萨斯大学(UT-Austin)是一所在全美乃至全世界都享有盛名、历史悠久的公立大学,同时也是3D打印技术中激光选区粉末烧结法(SLS)的发源地。1986年,经东北大学老师指点,宗贵升得知德克萨斯大学的哈里斯·马库斯(Harris L. Marcus)教授正要开始一个航空复合材料项目,踌躇满志的他立即给教授去了封信,说如果录取他去做博士生,就可以认为该项目已完成(consider it’s done)。他的自信和直率最终打动了马库斯教授的心。1987年春季,宗贵升顺利赴美读博,很快完成了项目,并选择3D打印作博士研究方向。1991年,他获得UT-Austin材料科学与工程博士学位,成为世界首批3D打印博士。

  当时的中国正处于市场经济转型加速期,知识分子可以凭借自己的智慧和学识去选择生存方式、掌握自己的命运了。宗贵升手握多项技术专利,在完成两年博士后3D打印研究之后,他做出了回国创业的选择。1993年,宗贵升主持研发了中国第一台工业级3D打印样机,并命名为快速成型机,申报了国家名词认定;1994年,他创立了北京隆源自动成型系统有限公司,为国内最早专业从事3D打印的高新企业;同年,国内首台工业级3D打印设备通过北京市科委组织的专家鉴定,也获得发明专利,并于1996年在航空部航天材料研究院成功投入使用;1997年,用于精密铸造的烧结材料和快速铸造工艺研究成功,隆源成型迈入复杂金属结构件的快速开发领域,其AFS快速制造也被国家科委列入“九五”火炬计划,新华社、光明日报等分别发表内参文章,呼吁重视对快速成型技术的推广和应用;2000年,隆源成型研制成功基于SLS的具有复杂内腔结构的金属零件的快速铸造工艺,为发动机类复杂结构零件的快速制作打下基础,金属材料直接成型技术也进入实质开发阶段。

图:1994年,宗贵升创立北京隆源成型

  然而,任何科技产业的发展都并非一蹴而就,都须经过漫长而艰辛的积累才能有所爆发。

  进入21世纪,3D打印曾出现新一轮的发展高潮,国际上已有几种成熟的3D打印技术,国内也在不断跟踪开发。国家开始将快速成型制造列入高职教育的培养方案,一度出现教育界对3D打印设备的采购热潮。全国很多地方都建立了相应的生产力促进中心。一些依托于高校背景的企业获得了国家项目大力支持,但对于隆源成型这样市场化程度较高的主营百万级工业设备的企业来说,却在这波市场发展行情中收获甚微。同时,由于在工业领域的普及很慢,国际3D打印产业开始进入发展低潮期,全球总产值在10亿美元水平徘徊多年。国内在经过短暂的一段热潮之后,也大幅缩减了3D打印领域的研究经费投入。在如此低迷的环境下,如隆源成型这样的3D打印企业该如何发展?怎样才能更好地在国内推动3D打印的发展和应用?

  当时的国内现状令宗贵升明白,作为一项高端前沿科技,3D打印技术就好像一棵稚嫩的幼苗,成长仍需时间。在条件并不具备时,拔苗助长只会事与愿违。这时候应该去拓宽眼界,增长见识,积累经验。他储备了证券、并购、管理等相关领域的知识,并取得了美国证券执照。同时,他渴望了解跨国企业的管理体系和经验并学以致用。在其富有传奇性的履历中,十年跨国企业高管的经历无疑是出人意料而又浓墨重彩的一笔。当美国财富500强、纽交所上市公司史丹利在中国寻找合作伙伴时,宗贵升抓住了这个时机。2004年,宗贵升与史丹利合资创立了深圳史丹利科技有限公司,作为股东董事总经理负责史丹利五金及家居的中国业务。

  从2004年至2014年的十年间,宗贵升负责的史丹利中国区业务增长了100多倍,期间被升任为史丹利安防亚洲区总裁,并同时在亚洲购并业务中担当重责,曾兼任史丹利GMT五金有限公司董事长兼总经理。在同为美国财富500强、纽交所上市公司的品谱集团收购史丹利五金家居业务后,他又被升任品谱亚洲总裁兼五金家居东半球总裁。

图:品谱集团全球五金家居管理团队

  十年间,宗贵升推动着跨国企业在中国本土业务的不断拓展,也逐渐形成了日益成熟的企业快速发展的模式,即品牌本土化,产品市场化,服务定制化,并购规模化,人才专业化。

  这是从创业者到管理者的提升,这是从科学家到企业家的跨越,这是从民营企业到跨国公司的一大步!这也正是宗贵升一直认定的“在现实中求最佳”原则——认清现实,才不至沉溺于梦想;追求最佳,才不会满足于现实。

  宗贵升坚信3D打印美好的未来终会到来,只需要用每一个完美的今天堆积着……持之以恒,如3D打印那样去逐层添加来实现。

笃行:把握宏观战略

  笃,一心一意,坚持不懈。行,善握时机,知行合一。笃行,意为切实履行,专心实行;行为淳厚,纯正踏实。而唯有目标明确、意志坚定的人,方能做到笃行。

  宗贵升是一个善于把握机会的人。在未直接从事3D打印行业的多年间,他一直未曾远离行业,而是始终保持着对行业的关注和学习,勤耕不辍,先后获得了多项3D打印领域的专利。因而,他能够得以在国内3D打印的发展契机到来时,凭借多年在3D打印、五金家居、网络信息技术、并购整合等领域积累的丰富经验,迅速看清行业竞争形势,把握宏观战略方向,抢占先机。

  2005年,宗贵升通过收购第一大股东上市公司所持的北京隆源成型股份,掌握了当时仍处于低迷发展中的隆源成型的控股权,任职公司董事长。通过战略调整,考虑到中国制造首先是中国铸造,专注快速成型铸造,一年后隆源成型便开始扭亏为盈,步入了持续盈利快速发展的轨道:2005年,推出AFS-500,成型尺寸125立升,当年形成销售,并推出可直接蒸汽脱除的烧结精铸蜡,与传统的精密铸造无缝连接,解决了钛合金快速铸造表面粗糙的问题;2008年,开发完成AFS-700成型设备,成型尺寸245立升,是当时最大尺寸的激光粉末烧结设备,满足了绝大部分精密铸件尺寸的要求,设备当年形成销售;2009年,激光烧结砂实现突破。成型砂芯的强度和发气量均达到铸造要求。开始开发铸造覆膜砂烧结成型的专有设备激光制芯机;2010年,LaserCore5300样机开发完成,开始试销……

图:AFS LaserCore5300

  作为始终注重3D打印产品市场化的践行者,隆源成型的累累业绩推动着中国3D打印行业的产业化发展。英国《经济学人》周刊(ECONOMIST)、长江商学院官网、《机械设计》(MACHINE DESIGN)等国内外权威媒体也多次报道隆源成型,并将其称为中国为数不多的不可小觑的3D打印制造商。

  2008年开始,美国奥巴马政府将3D打印列为刺激制造业回流、加速美国经济增长的重要“武器”,从而引发全球3D打印热潮:欧盟设置基金支持3D打印技术,将航空航天等尖端领域作为3D打印产业的发展重点;欧洲空中客车公司推出3D打印飞机计划;澳大利亚制定了金属3D打印技术路线;南非扶持基于激光的大型3D打印机的开发;日本着力推动3D打印技术的推广应用……各个国家都在不断加强3D打印技术的研发及应用。

  随后,德国“工业4.0”战略的提出,意味着云计算、大数据、人工智能、机器人等正在驱动人类智能迈向更高境界,也意味着3D打印技术与虚拟化技术、工业互联网、大数据等共同成为了重构制造业技术体系的核心。

  为此,中国相继出台了多项相关政策和措施,将3D打印作为新兴产业培育的重点,强化企业自主创新主体地位,并加强政府引导与支持。习近平总书记亲自嘱咐“要抓紧产业化”;马凯副总理提到“世界的新科技革命正在孕育兴起,以增材制造(3D打印)为代表的新型制造技术的突破将加速全球产业变革”;科技部万钢部长强调“设计、材料和质量是3D打印的三大关键科学技术问题。个性化的设计、原材料的研制、工艺水平的提升、成本的降低、产业链的完善、适用性和普及性等是将3D打印推向大规模应用的重要考量因素”。国家工信部已初步制定完成了《国家增材制造发展推进计划(2014-2020)》(征求意见稿);国家发改委等部门推出各项扶持资金来推进增材技术的革新升级。全国各级政府及相关部门也纷纷以多种形式积极规划、落实3D打印技术的引进与应用。

  在国内外政策、产业环境形势大好的情况下,宗贵升也对3D行业有着自己的看法和理解。而坚持追寻3D打印二十年而不离不弃,同时又善于把握时机跳脱于圈外去看行业的丰富经历,令他对行业看得更为透彻和全面。

  宗贵升认为,尽管3D打印增长迅速,但是相对于整个制造业来说,其产值总量仍是微不足道的。对于劳动力密集、批量化生产的传统制造模式来说,3D打印的确不占优势。3D打印适用于生产小批量、多品种的定制化产品,有个性化大批量制造,尤其在复杂产品制造上独具优势。3D打印帮助传统产业转型,犹如点石成金。

  正是基于对国内外3D打印行业现状的深刻把握和领悟,为宗贵升下一步在3D打印领域的规划与布局提供了参考,指明了方向。他提出了三帝打印公司“开发自主技术,专注中国市场,快速资本化”的发展策略。他认为,国内从事3D打印行业的科技企业需要学习科学精神,求真、务实地研究3D打印技术,开发设备、材料和应用。

致远:践行宏伟蓝图

  致,达到,实现。远,理想,目标。致远,意为信念坚定,志存高远,追求卓越,开创未来。

  2014年年末,一个喜讯传来——在粉末冶金技术创新战略联盟的推荐下,由隆源成型牵头承担的《基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机》项目获批“2014年度中关村产业技术联盟重大应用示范项目”,成为获批项目中唯一一个3D打印领域的项目。该项目旨在实现SLM金属直接成型设备的示范应用,并通过与北京环球精博康复辅具技术有限公司、西安嘉业航空科技股份有限公司等的合作,进一步实现SLM成型设备在航空航天及医疗领域的产业化,带动相关产业的全面升级。

  这对于宗贵升来说是一个绝好的契机。2015年初,他辞去外企高管职位,全身心地投入到3D打印的全面运作和布局中。在宗贵升看来,这是最为完美的人生价值体现的境界,即在明确的目标驱使下,跟随自己的内心去追寻的一种自由。

  在经过多年的实践、积累与总结后,宗贵升对于公司的发展规划早已了然于胸,并在运筹帷幄中一步步如期实现着:

  并购增长。在率先将3D打印老牌企业隆源成型并入三帝打印集团旗下之后,又通过对国内康复辅具领军企业——北京环球精博康复辅具技术有限公司的并购,将3D打印技术结合于康复辅具的研发制造中,提升国内康复辅具行业快速个性化定制的水平。

  民用及服务。创立深圳七号科技有限公司,专注于民用级3D打印设备的研发、生产和销售。开发了物联网3D打印机,并申请了全彩色3D打印设备和材料等多项发明专利。

  云制造平台。搭建3D打印服务平台——万物打印网,提供设计交易平台,并为个性化、小批量生产创造云制造环境。在从照片、视频到三维建模上加大投入,解决打印数据难的问题,扩大民众对3D打印应用的参与度。

  核心技术。在北京建立3D打印软件公司,专注3D打印切片软件、控制软件、3D建模软件等核心软件的自主研发;建立CTO团队(Chief Technology Office——是Office,而非Officer),规范立项集中力量研发打印材料和打印系统,目前已有6个发明专利在申请中。

 政企合作。与浙江省永康市政府合作筹建永康隆源成型科技有限公司,致力于3D打印技术在高端工业装备制造、航空航天、医疗器械等领域以及永康当地企业技术水平提升等方面的应用。

  产学研结合。与合肥工业大学联合筹建3D打印技术研究院,宗贵升受聘兼职教授,并拟任3D打印技术研究院院长。该研究院以打造中国3D打印技术创新和产业化中心为目标,对于深化3D打印产业的产学研合作,集聚创新资源,突破产业关键技术,建设创新产业集群,打造完整产业链,必将起到积极的推动作用。

  共倡发展。在中国粉末冶金技术创新战略联盟新成立的3D打印专业技术委员会中,宗贵升入选主任委员。该委员会聚集了3D打印行业的技术领军人才,多名“国千”人才,旨在创新合作机制,产、学、研结合,打通3D打印产业链,共同努力解决我国3D打印产业发展进程中面临的关键技术瓶颈,加快行业内新材料及新设备的技术创新和升级,拓展3D打印技术的应用范围,最终协助构建从粉末原材料到下游应用的3D打印产业体系,形成个性化规模经济。

  宗贵升认为,没有科技创新的企业,好比在黑暗中生长的植物,没有光合作用生成它所必须的养分,植物会慢慢丧失生长的能量。因此,企业长期、稳定的发展需要不断创新的科学技术来支撑,企业要以科技为先导,以市场为导向,“笃行”方能“致远”。

  宗贵升将对科学精神的理解及追求真理的信念融入到了企业的实际管理、运营中,为三帝打印勾画出以软件、系统、应用、销售、服务为全面支撑的3D打印运营体系:以北京隆源自动成型系统有限公司(工业级3D打印设备)、深圳七号科技有限公司(民用级3D打印设备)为系统;以北京环球精博康复辅具技术有限公司(医疗康复辅具)、永康3D打印应用研究院(3D打印“创新工场”)为应用;以“万物打印”网(云服务,云制造)为打印服务平台……整体布局涵盖了工业级、民用级3D打印机、3D打印材料及3D打印服务。在国内3D打印行业中脱颖而出。

  当然,一切战略和规划最终还要靠人来实现。在宗贵升的布局规划中,人才及团队建设是重中之重的核心问题。他为公司制定了“三帝十人”的人才计划,明确了培养数十个技术和管理团队成员的时间表,目前许多人才加入了三帝打印,立志和公司一起发展。目前三帝打印公司已完成数千万级融资,按上市公司规范运行。

  对于未来的发展,宗贵升透露了自己的构想:在传统的制造和销售模式中,存在设计阶段大量设计作品的浪费、产品生产与流通过程中大量资源的消耗以及终端用户对最终产品认可度等问题。如果结合3D打印“个性化定制”的优点,建立以大数据为支撑的设计师平台,打造出遍布各地的分布式制造点,通过“云”服务、“雨点”式制造,就可以很好地解决这些问题。在这种分布式制造模式下,分散式网络取代了物流等中间环节,从而消除了传统供应链中每一个阶段性的交易成本。并且即使不具备建模知识的普通消费者,也可以通过线上设计师平台来将创意建模,然后通过最近的3D打印机打印出来。“这是一种全新的商业制造模式,我们可以称之为D2C(Designer to Customer),这是我们要努力并实现的目标和方向。”对于铺陈于前方的发展之路,宗贵升有着更为长远的规划,并依然信心满满。

图:1994年,宗贵升的3D打印头像和用他的3D打印机制造的零件

后记

  在宗贵升看来,作为全球新一轮数字化制造的关键技术之一,3D打印成功地将虚拟的数字智能化技术与实实在在的工业产品桥接在一起。3D打印技术将引发的工业革命,是一场产品制造、设计、材料、生物的革命,而不仅仅是制造工业革命。要实现这场革命,在成本下降、效率提高、材料革新、设计师和企业家思想转变等许多方面,还需要更大的发展和改进,还有漫长的路要走。

  “3D打印既不是泡沫,也不是神器,3D打印是一种颠覆性技术。长期来看,3D打印最终会给传统工业制造模式和经济组织模式带来颠覆式的改变。”宗贵升说,“犹如多年前,一些人刚开始并不懂网络在线营销是怎么回事,看不到其快速的发展,而现在市场已通过事实证明了一切。3D打印也一样,当你忽略它的时候,它仍在静水深流地成长,积流汇海,在磨练内涵与功底深度中集聚着能量。当你忽然觉醒时,它已蜕变为风华绝代的模样。”(文/佳语)

2014年12月,由北京隆源自动成型系统有限公司牵头承担的《基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机》项目获批“2014年度中关村产业技术联盟重大应用示范项目”,这也是获批项目中唯一一个3D打印领域的项目。

  “2014年度中关村产业技术联盟重大应用示范项目”是为落实《中关村国家自主创新示范区战略性新兴产业集群创新引领工程(2013-2015年)》和《关于加快培育大数据产业集群推动产业转型升级的意见》,进一步推动示范区产业集群创新发展而设立。经专家评审和主任专题会审议,依据《中关村国家自主创新示范区产业发展资金管理办法》,最终确立了25个“641”领域支持项目和16个大数据领域支持项目。经粉末冶金技术创新战略联盟推荐,隆源成型牵头承担的《基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机》项目属“641”领域支持项目。该领域包括:下一代互联网、移动互联网和新一代移动通信、卫星应用、生物和健康、节能环保、轨道交通等六大优势产业集群;集成电路、新材料、高端装备与通用航空、新能源和新能源汽车等四大潜力产业集群;以及现代服务业产业集群。

  作为北京市科委高新技术企业、中关村高新技术企业和海淀区创新企业,三帝打印科技有限公司控股子公司——隆源成型是国内最早进入3D打印研究与生产领域的科技创新企业之一,创立于1993年,注册于中关村科技园区。自1994年研制成功第一台激光快速成型机伊始,便倾力开发选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速成型的应用加工服务。通过拥有自主知识产权的3D打印设备及产品、全面的工艺及雄厚的技术实力为用户提供个性化的定制服务。目前,公司已拥有近400家设备和加工服务用户,遍布航空航天、船舶、汽车制造、、电子、铸造行业等领域及研究院所和高校。并于2002年通过了ISO9001国际质量体系认证。多年来,为中国的航天航空、汽车制造业、医疗等行业做出了积极贡献,并被英国《经济学人》周刊(ECONOMIST)、长江商学院、《机械设计》(MACHINE DESIGN)等国内外权威媒体多次报道。

  3D打印技术也称为增材制造、快速成型等,是一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。区别于传统制造的“去除法”,3D打印技术是以计算机的数据设计文件为基础,通过将粉末、液体片状等离散材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。3D打印免去了传统制造的复杂过程,无需模具,一次成型,因此可制作出传统制造方式无法达成的复杂结构。且随着技术的不断进步,3D打印在铸造精度上已可与传统制造方式相媲美,在个性化、小批量和高精度的产品制造上的应用优势尤为明显,在医疗、航天航空及高端工业制造领域的应用极具未来市场前景。

  将增材制造应用于金属零件的直接制造中,其优势在于:成形过程无需工装夹具或模具的支持,成形灵活,节约时间和成本;易于实现“净成形”的材料加工新理念,特别适于制造具有复杂结构的金属零件,以满足航空、航天、国防及生物医学等领域限量订单需求或特别定制化要求;增材成形材料利用率高,制造周期短,生产成本低;从冶金学角度,采用激光成形零件可具有微细、均匀的激光快速凝固组织,成形件综合机械性能优异。因而可以预见的是,金属零件的数字化直接制造将成为零件制造方法的重要手段和AM技术的发展方向,将广泛应用于航空航天等特殊复杂零件的制造以及医学领域人造骨关节、义齿制作、颅骨修补等定制产品的生产。

  选区激光熔化(SLM)作为金属零件数字化制造的主流技术,是工业级3D打印增长最快的领域。据隆源成型总经理侯璟崑介绍,此次隆源成型牵头承担的《基于选区激光熔化(SLM)技术的数字化金属零件成型机》项目便旨在实现SLM金属直接成型设备的示范应用,并通过与北京环球精博康复辅具技术有限公司、西安嘉业航空科技股份有限公司两家单位的合作,进一步实现SLM成型设备在航空航天及医疗领域的产业化,填补国内空白,带动相关产业的全面升级。同时,推进SLM金属直接打印技术,不仅可用于航天航空关键零件制造等高端制造领域,还可用于医学植入物、模具的民生民用领域。

  为此,隆源成型实力雄厚的研发团队正通过全力攻克核心技术、结合自身优势进行创新性应用的研发。公司CTO李子夫博士毕业于英国谢菲尔德大学材料科学与工程专业,专于新型合金材料的研发,金属、塑料、树脂等3D打印技术的应用研究和商业运营,曾主持和参与各类自主创新和高新技术产业化等项目的研究。

  在当前我国制造业转型升级、加快转变发展方式的历史性关键时期,以数字化、智能化为核心的先进制造技术将带动产品、制造技术及产业模式的创新,深刻改变制造业的生产模式和产业形态,对增强中国工业创新能力、提升工艺制造能力、带动相关产业链发展、破解工业发展与资源环境困局、培育新兴产业及优化产业结构等具有极其重要的战略意义。隆源成型再次以行业领军者的姿态站在了中国3D打印产业的潮头,蓄势而发!(文/佳语)



ALTHOUGH it is the weekend, a small factory in the Haidian district of Beijing is hard at work. Eight machines, the biggest the size of a delivery van, are busy making things. Yet the factory, owned byBeijing Longyuan Automated Fabrication System (known as AFS), appears almost deserted. This is because it is using additive-manufacturing machines, popularly known as three-dimensional (3D) printers, which run unattended day and night, seven days a week.

The printers require an occasional visit from a supervisor to top them up with the powdered materials they use as their “inks”, or to remove a completed item, but apart from that they can be left on their own. They build up the objects they are making one layer at a time, as the ink is sintered into place with a laser in a way that creates little waste and can make shapes impossible to achieve using the traditional “subtractive” technology of lathes, milling machines and cutting tools.

Though it is not yet ready for use in mass production (building things up is slower than trimming them down), 3D printing is excellent for making prototypes, customised jobs and short production runs, for there is no need to retool each time the specification changes. All that need be done is to alter the software that controls the print heads.

Western countries led the development of 3D printing, and the technique has been praised by Barack Obama as a way to revive America’s manufacturing industries. It may yet do so. But the extent to which that revival will be brought about by the return to America of production which has migrated to countries like China is harder to predict—for China has plans of its own.

Keep your powder dry

At the moment AFS is in the prototyping business. Its customers are mainly aerospace firms and vehicle-makers that need experimental designs turned into metal quickly. The powders in its machines’ hoppers are plastics, waxes and foundry sand. The results are sent off to foundries, where they are used to make moulds for the sand-casting of metal objects.

According to William Zeng, AFS’s Deputy General Manager, all the parts needed to make a prototype car engine can be printed and cast in this way in under two weeks. A conventional machine shop would need several months to do that—not least because many of the components would have to be made by hand.

AFS also has a second line of business. It sells the laser-sintering printers it makes to others, for this is a rapidly growing industry. And some of its machines, which cost up to 1.5m yuan (about $250,000), can do more than just sinter plastics, wax and sand; they can sinter metals directly.

Indeed, one of the country’s largest 3D printers (though it was not made by AFS) does just this. It is 12 metres long and it belongs to the National Laboratory for Aeronautics and Astronautics at Beihang University. Wang Huaming, the laboratory’s chief scientist, told a digital-manufacturing seminar organised recently by the Laboratory of High Performance Computing, a government research institute, that this behemoth is being employed to make large and complex parts for China’s commercial-aircraft programme, which plans to build planes to rival those turned out by Airbus and Boeing.

These parts include titanium fuselage frames and high-strength steel landing-gear—objects that require the metal they are made from to be free of flaws which might cause them to fail. Printing such things, rather than making them from precast metal, will be a technical tour de force, and Dr Wang’s team is therefore working on the tricky problem of controlling the recrystallisation of metals after they have been melted by the laser.

Making planes is about as high-tech as mechanical engineering gets. But 3D printing in China is also busy at the other end of the market: extruding filaments of molten plastic to build up objects such as toys, mobile-phone cases and car fittings. One of the biggest firms in this field is Tiertime, which operates from Huairou on the outskirts of Beijing. Tiertime makes a range of 3D printers that produce objects from polymeric “alloys” of acrylonitrile, butadiene and styrene (ABS, the material from which Lego bricks are made). Tiertime’s printers are also often used in the prototyping business, but unlike those of AFS they sit in designers’ offices rather than on factory floors. Some are small enough to sit on a desk. They allow people to print their ideas directly, rather than having to send them off to be made by others.

The company also makes even smaller printers, called UP, which sell for less than 6,000 yuan. Personal printers like these are helping to create a Chinese version of the “maker movement”—a mixture of hobbyists and craft producers who, finding that 3D-printing technology greatly lowers the cost of going into production, are creating small manufacturing businesses. The maker movement began in America, but it is taking off in China too. Maker fairs are now being held in some of the big cities. Officials seem happy to encourage this, and some talk of introducing 3D printers into schools, to spark pupils’ interest in careers in engineering.

3D printing is still a long way from replacing mass manufacturing. But in China, as in America and Europe, the technology is changing the way products are developed and made. And by lowering the cost of entry, 3D printing could herald yet another new generation of Chinese manufacturing entrepreneurs.


  2014年12月5日,中国,北京——初冬的北京寒风凛冽,粉末冶金技术创新战略联盟(以下简称“联盟”)第一届第四次理事会会议在一片暖意融融的热烈氛围中召开。联盟是以中国钢结构协会粉末冶金分会和中国机械通用零部件工业协会粉末冶金分会为依托,联合国内粉末冶金行业重要企业、研究机构、大学,以契约形式组建的非盈利的产学研组织。

  会议在联盟理事长才让的主持下,联盟理事会成员听取了联盟秘书长韩伟博士2014年度工作总结及2015年的工作计划,共同审议了联盟2014年度财务执行情况,以及《增补联盟理事会理事、专家委员会副主任、副秘书长等人选》、《成立“3D打印专业技术委员会”的建议》等五项提案。三帝打印科技有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司等企业增任联盟理事单位,宗贵升博士等增任联盟专家委副主任委员。

  其中,3D打印专业技术委员会的成立成为本次会议的一大亮点。该专业委员会由国内几十家著名的从事有关3D打印技术、装备、材料及产品下游应用的研发、设计、生产、制造及销售业务的优势企业、科研院所、大专院校等单位的技术领军人员和专家组建。三帝打印科技董事长宗贵升博士入选委员会主任委员。

  近年来,国家各部委对3D打印的技术发展和升级高度重视,工业和信息化重点关注增材制造,即3D打印技术的研发和产业化,正在牵头制定《国家增材制造产业发展推进计划(2014-2016年)》,旨在进一步推进增材制造技术在包括航空航天、汽车等工业领域、医疗器械等医疗领域以及消费品领域的下游产业化发展。3D打印专业技术委员会将聚集行业领军人才,创新合作机制,产、学、研结合,打通3D打印产业链,共同努力解决我国3D打印产业发展进程中面临的关键技术瓶颈,加快行业内新材料及新设备的技术创新和升级,拓展3D打印技术的应用范围,降低应用成本。最终协助构建从粉末原材料到下游应用的3D打印产业体系,形成个性化规模经济,实现中国“工业4.0”时代的到来。

也许很多人都听说过那只曾经被野狗攻击而留下左脚残疾的台湾大学的鸭子,因为后来这只幸运的鸭子得到了一只通过3D打印技术而做出的“鞋”,从而恢复了行走能力。它也成为了全球第二例“穿”上3D打印辅具的鸭子。

  生活在美国夏威夷州毛伊岛的3岁小男孩瑞德·卡哈,因患羊膜带综合症候群,他一出生就没有右手。后来在一个非营利团体的帮助下,利用3D打印技术,他获得了像“钢铁侠”一样的义肢。

  没错儿!他们都是3D打印技术在医疗康复辅具领域成功应用的获益者!

  在国内,一家专注于3D打印技术研发、制造及应用的公司已经具备了这样的实力,它,就是三帝打印科技有限公司。2014年,三帝打印通过对国内康复辅具领军企业——北京环球精博康复辅具技术有限公司的并购,完成了国内3D打印技术应用于康复辅具领域的重磅之举!这也为3D打印技术在国内医疗行业的应用增加了颇为重要的筹码。

3D应用康复辅具 推动医疗行业发展

  社会老龄化已成为当前的全球性问题,在中国尤为突出。有数据统计,目前我国约有8500万残疾人、2亿老年人。另据世界卫生组织的资料显示,目前发展中国家中,约0.5%的人口需要矫形器或者假肢,1%的人口需要轮椅。国家提出要多措并举大力发展健康服务业,而康复辅具则是其重要组成部分之一。如今,随着经济技术的发展和人们健康理念的逐步改变,康复领域不仅关心终身残疾人群,而且开始关注长期、短期外部功能障碍者、亚健康人群和慢性病患者。广泛的社会需求促进了康复辅具的迅猛发展,其服务对象已从最初的革命伤残军人,扩大到普通残疾人、老年人、伤病人等所有身心障碍人士,产品也发展到能满足残障人士工作、生活、交流和健康等各方面需求。

  成立于2007年的北京环球精博康复辅具技术有限公司,是一家以国家康复辅具研究中心为技术支撑,集矫形器产品的研发设计、制造生产、销售服务于一体,主要应用于骨科疾病、神经疾病的早期预防、临床治疗及辅助康复等领域的股份制公司。公司产品从人体部位分类涉及人体躯干、上肢、下肢、足部四大类;从病种分类涉及骨科、外科、儿科、妇产科、神经科、康复科等方面;从损伤性质分类涉及早期预防、急救处理、临床固定、慢性病保护及缓解、矫正外部形态、功能代偿及辅助康复等各个阶段,共计100余类,360余种产品。在“制作国产精品,打造世界品牌”的理念指导下,公司已先后获得ISO9001质量管理体系认证、ISO13485医疗器械质量管理体系认证,并拥有多名内审员;公司管理及技术力量坚实,重视引进及培养高端人力资源,拥有国家人资部认定的高级工程师、医师、假肢矫形器技师、会计师、高级人力师及高级质检员等多领域人才;公司先后与多个国家开展贸易及技术交流,并获得CE认证、FDA认证及自由销售证明;公司生产实力雄厚,获得医疗器械生产许可,生产研发场地面积2500余平方米,包括逾千平米的仓储面积及百平米的检验面积;生产车间配有国际先进的流水线设备,百余台生产及检测设备,日产能近千余件。公司以研发创新为企业发展根本,已获得14项产品医疗器械注册证书及27项专利,并以其设计精良、快速适配、材料安全、安装便捷、信誉良好等优点迅速得到行业内的认可,产品行销多国并深受国内外用户的好评。

  环球精博与三帝打印的强强联手,将3D打印这项先进的增材制造技术结合于康复辅具的研发制造中,必将极大提升国内康复辅具行业个性化、定制化、精准化的水平。这主要源于3D打印技术所具备的因人制宜、就地制作、不限数量、节约成本的优势和特点。

  3D打印是一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的制造技术,是以计算机的数据设计文件为基础,通过逐层堆叠累积的方式,将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。在产品成型过程中,3D打印免去了传统制造业复杂的过程,无需模具,一次成型。因此,3D打印可以设计、制作出更复杂的结构。随着技术的不断进步,3D打印在铸造精度上也已经可以与传统方式相媲美,尤其在个性化、小批量和高精度的产品制造上的应用优势尤为明显。

  3D打印相对于传统制造技术的独特优势已为许多行业带来了设计、开发、生产和技术支持方面的深远变化。在医疗行业,目前主要应用于:体外医疗器械,包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、齿科、手术导板等;永久植入物,即使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料,3D打印出骨骼、软骨、关节、牙齿等产品,通过手术植入人体;3D生物打印,即使用含细胞和生长因子的“生物墨水”,结合其他材料层层打印出产品,经体外和体内培育,形成有生理功能的组织结构。数据统计预测,3D打印技术在医疗行业将被迅速采用,预计2025年该市场将达到19亿美元,折合人民币超百亿元。足见,3D打印技术在医疗领域的发展空间是非常巨大的,同时更将对医疗行业的发展起到积极的推动和引领作用。

并购增长 抢占3D产业链布局先机

  任何企业发展到一定阶段,靠自然增长来实现规模化扩充显然是非常漫长的过程。而并购是企业进入新行业、新市场的首选方式,也是进行行业内资源整合的重要手段。因而并购成为企业在自然增长之外所采用的最为有效的增长战略。通过并购,企业可以利用目标公司现有的业务和资源,迅速打开局面,占领市场。

  三帝打印科技有限公司对北京环球精博康复辅具技术有限公司的并购,便是其前瞻性战略眼光的体现,加之其对北京隆源自动成型系统有限公司的控股,三帝打印在国内3D打印的产业链布局中显然已抢占先机,走在了行业前列。通过并购,三帝打印实现了产品线的互补、产品技术的整合、渠道的结合和扩充、品牌的相互结合、市场份额的有效扩充及服务的全面提升。因而,当国内同行仍局限于对小范围的专项领域进行研发时,三帝打印当前已具备了3D打印技术在医疗、航空航天、船舶、汽车制造、、铸造、日用消费品等行业的综合应用实力,这在国内3D打印行业当属首屈一指!

  企业在发展过程中离不开战略方针的指导,因而公司决策人的使命感和战略思维,便成为公司发展的核心推动力。三帝打印的并购战略背后,同样也有着一位运筹帷幄的掌舵人,他,就是三帝打印的创始人、公司董事长宗贵升博士。

  宗贵升博士于1991年获得美国奥斯汀德州大学材料科学与工程博士学位,专攻3D打印研究,是世界首批3D打印博士之一,获得二十多项专利。他于1993年主持研发了中国第一台工业用3D打印设备,并将其命名为快速成型机,申报了国家名词认定。1994年,创立北京隆源自动成型系统有限公司。20年来,宗贵升博士始终坚持不懈地在中国航天航空、汽车、摩托车、机械设备制造领域推广3D打印技术,讲学百余次,培养了众多3D打印行业的人才及用户,并使得隆源成型成为3D打印行业20年持续运营的名牌企业,为中国航天航空、汽车制造业、医疗等行业做出了贡献。为提升企业管理水平,宗贵升博士先后在美国500强跨国企业中任全球管理高职,拥有超过20年的企业管理和研发管理经验。在3D打印、五金家居、网络信息技术、并购整合等领域经验丰富。

  宗贵升博士正是以其超越同行的合理而敏捷的战略思维,经过20年的沉淀与积累,厚积而薄发,带领着三帝打印在中国3D打印行业中脱颖而出!

应用领域不断拓展 3D打印前景广阔

  随着计算能力、设计软件、新材料及互联网进步的不断推动,经过二十余年的发展,3D打印技术近年来发展迅速,应用领域不断拓宽,显示出巨大的发展潜力。如今,我们可以在航空航天、与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、首饰、游戏、日用消费品、建筑、教育等众多领域看到3D打印技术的广泛应用。

  比如三帝打印旗下子公司——创立于1994年的北京隆源自动成型系统有限公司,在中国最早开始进入3D打印的研究与发展。其创立当年便成功研制出中国第一台激光快速成型机,倾力开发出选区激光粉末烧结(SLS)快速成型机,同时致力于快速成型的应用加工服务。其生产销售的AFS系列选区粉末烧结激光快速成型机被广泛应用于科研院校、航空航天、船舶、汽车摩托车、家电玩具和医学模型等行业的设计试制部门。

  有资料显示,预计至2019年,3D打印的市场规模将达到60亿美元;到2025年,3D打印每年带来的直接经济影响将达到5000亿美元左右,其中工业应用方面的直接经济影响预计在1000-2000亿美元,在包括医疗器械及航空航天主要高端零部件等复杂的小批量定制零件市场的规模预计在2025年将达到近8000亿美元的产量。

  就3D打印技术的研发和应用,习近平总书记曾亲自嘱咐“要抓紧产业化”,国家对此也出台了多项相关政策和措施,将3D打印作为新兴产业培育的重点,强化企业自主创新主体地位,加强政府引导与支持。日前,工信部已初步制定完成了《国家增材制造发展推进计划(2014-2020)》(征求意见稿),预计年内将会出台。国家发改委等部门也推出各项扶持资金来推进增材技术的革新升级。此外,全国各地政府及相关部门也纷纷以多种形式积极规划、落实3D打印技术的引进与应用。中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示,中国有潜力成为全球最大的3D打印市场,未来3-5年有望以每年至少一倍的速度增长。

  足见,无论是政策层面还是产业自身的发展驱动力,都毋庸置疑地展现出中国3D打印产业美好的发展蓝图及广阔的市场前景。而我们也有理由相信,在三帝打印科技有限公司这样具备雄厚实力的企业的引领下,也必将推动3D打印技术于更多领域的应用和发展!

magnifierchevron-down
zh_CNChinese