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1、技術(shù)上的瓶頸困難

 這也是國(guó)外3D打印技術(shù)面臨的共同難題,國(guó)內(nèi)表現(xiàn)得更加突出。目前,3D打印技術(shù)在工藝穩(wěn)定性、加工精度、重復(fù)加工的效果一致性方面,與傳統(tǒng)加工制造技術(shù)相比還有一定差距。3D打印技術(shù)在支撐工藝、激光掃描算法程序、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理、RPM軟件標(biāo)準(zhǔn)化和二次開發(fā)等方面,也存在許多不足。由于受到3D打印技術(shù)設(shè)備自身的體積限制,加工產(chǎn)品的尺寸大小也受到很大局限。許多3D打印技術(shù)設(shè)備對(duì)加工材料的質(zhì)量特性要求過高,限制了其應(yīng)用的領(lǐng)域范圍。

2、3D打印材料的局限

 目前3D打印技術(shù)使用的材料達(dá)到300余種,但相對(duì)于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域仍顯十分不足。3D打印使用的材料主要有三大類:金屬材料(如鈦合金、銅鋁合金、鎳鉻合金等);高分子材料(如ABS、PLA、PC、PVC、尼龍粉、石膏粉、光敏樹脂等);無機(jī)非金屬材料(如陶瓷、硅粉等)。

 中國(guó)在3D打印材料的研發(fā)和生產(chǎn)方面處于劣勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)專門從事3D打印材料專業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)不多,主要依賴于進(jìn)口。3D打印材料的專用性非常強(qiáng),不同類型的3D打印技術(shù)設(shè)備對(duì)材料的密度、顆粒分布、氧含量要求等等都不相同,常常是與特定公司的特定型號(hào)3D打印設(shè)備捆綁銷售。國(guó)內(nèi)使用的多數(shù)3D打印材料就是由3D打印設(shè)備制造公司直接提供,還沒有采取和實(shí)現(xiàn)第三方供應(yīng)模式。有些3D打印材料國(guó)內(nèi)還沒有生產(chǎn),或是生產(chǎn)的材料精度和強(qiáng)度都較低,難以滿足實(shí)際應(yīng)用需要,只能依靠進(jìn)口。進(jìn)口依賴導(dǎo)致成型材料領(lǐng)域利潤(rùn)非常高,多數(shù)關(guān)鍵材料都被美國(guó)公司所壟斷。

3、技術(shù)應(yīng)用成本過高

 制約中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要因素之一是應(yīng)用成本居高不下。盡管3D打印技術(shù)應(yīng)用減少了切削、模具、成型、組裝等方面的制造成本,卻增加軟件、設(shè)計(jì)、材料、服務(wù)等環(huán)節(jié)的成本,其中材料成本的影響作用較大。由于中國(guó)3D打印技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不大,3D打印技術(shù)設(shè)備售價(jià)很高,每臺(tái)在4000~20000美元不等,限制了中小企業(yè)和私人用市場(chǎng)的擴(kuò)展。3D打印技術(shù)設(shè)備往往需要特殊的能源動(dòng)力如激光,而激光系統(tǒng)(包括激光器、冷卻器、電源和外光路)的價(jià)格及維護(hù)費(fèi)用昂貴,致使成型件的成本較高,相對(duì)于傳統(tǒng)加工制造相同的零件產(chǎn)品,耗電量多出10余倍。

 3D打印技術(shù)應(yīng)用特征之一是滿足個(gè)性化生產(chǎn)需求,材料的專用性較強(qiáng),規(guī)模化生產(chǎn)材料的難度大。雖然3D打印設(shè)備價(jià)格在2萬~10萬元,而材料的價(jià)格卻從每千克幾百元到4萬元不等。少數(shù)的大企業(yè)如軍工、航天、醫(yī)療、科研等方面的應(yīng)用,可以消化材料的高成本,其他的大多數(shù)用戶

卻很難承受3D打印應(yīng)用成本代價(jià)。

4、市場(chǎng)“峽谷”的存在

 每一項(xiàng)突破性的新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化過程,都會(huì)遇到市場(chǎng)的各種阻力,其中重要的潛在應(yīng)用者的觀望和等待是關(guān)鍵性因素。美國(guó)學(xué)者Geoffrey

A.Moore(1990)根據(jù)潛在客戶對(duì)新技術(shù)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度,選擇不同的時(shí)間周期階段采用新技術(shù),將技術(shù)采用過程的各個(gè)時(shí)期階段的進(jìn)入者,劃

分為創(chuàng)新者、有遠(yuǎn)見者、實(shí)用主義者、保守主義者及落后者五個(gè)階段類型。通過對(duì)五類各個(gè)階段的采用者進(jìn)行了分析研究,Moore發(fā)現(xiàn)技術(shù)采用過程軌跡并不是平滑連續(xù)的,有遠(yuǎn)見者和實(shí)用主義者之間的差異最大,他將這種從有遠(yuǎn)見者向?qū)嵱弥髁x者過渡的“間距現(xiàn)象”定義為“峽谷”,也稱做技術(shù)采用峽谷或市場(chǎng)峽谷(見圖)。市場(chǎng)峽谷表示新技術(shù)還沒有被關(guān)鍵的用戶采用,技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還處于初期階段的關(guān)鍵時(shí)期。

 高群和鄭家霖對(duì)國(guó)內(nèi)的3D打印技術(shù)采用情況進(jìn)行了實(shí)證研究。他們根據(jù)2014年中國(guó)制造業(yè)企業(yè)500強(qiáng)中的前200家企業(yè)的公開資料,對(duì)其采用3D打印技術(shù)的情況進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì),得出采用企業(yè)用戶為34家,占調(diào)查總數(shù)的17%，進(jìn)而得出我國(guó)3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,處于技術(shù)采用生命周期的“峽谷”階段。我國(guó)目前階段采用了3D打印技術(shù)的公司、部門或個(gè)人,屬于有創(chuàng)新精神和遠(yuǎn)見信念的使用者,他們喜歡3D打印技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和堅(jiān)信3D打印技術(shù)的“前景”。但“有遠(yuǎn)見的”技術(shù)采用者在市場(chǎng)中所占的比例還很小,3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還需要穩(wěn)健的、理智的、注重實(shí)際利潤(rùn)的“實(shí)用主義者”,他們決定和標(biāo)志著3D打印新技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用的成熟性。只有越過了市場(chǎng)“峽谷”,3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化才能初步成形。