繼昨天的3D打印產業鏈構成及發展難點之后,今天,3D虎將為大家帶來3D打印產業鏈進入壁壘分析。隨著3D打印技術的不斷發展,3D打印在各個行業領域逐漸得到運用,甚至像航空航天領域都有使用。但事物的發展不是一帆風順,3D打印亦如此,現在3D打印的發展受到打印材料的制約。因為未來3D打印的真正發展將在高端領域即工業應用,而目前高端打印材料的發展尚無法滿足3D打印技術發展的需要。
不僅如此,3D打印的發展火熱,也引來了投資熱潮,對此,3D虎勸誡大家,投資一定要冷靜看待3D產業,如果只是想要掙“快錢”,那就不用來了。另外,投資者們也不要一窩蜂涌入,免得走光伏產業的后塵。
廢話不多說,3D虎馬上帶大家進入正題:
壁壘一、材料種類少、問題多
設備、軟件、材料構成了3D打印,缺一不可,但在這三個組成部分之中,打印耗材是制約3D打印發展的重要因素。目前,可用于3D打印的材料不外乎是石膏、光敏樹脂、塑料、金屬粉末、尼龍粉末等等,這在一定程度上來說,可以滿足一部分企業或者個人的需求。工業級的3D打印材料更是十分有限,目前適用的金屬材料只有10余種,而且只有專用的金屬粉末材料才能滿足金屬零件的打印需要。目前能打印金屬粉末的則有選擇性激光燒結(SLS)和選擇性激光熔化(SLM)技術。
從目前的工業級打印材料的發展來看,主要存在以下五個方面的問題:第一,可適用的材料成熟度跟不上3D市場的發展;第二,打印流暢性不足;第三,材料強度不夠;第四,材料對人體的安全性與對環境的友好性的矛盾;第五是材料標準化及系列化規范的制定。
另外,3D打印對粉末材料的粒度分布、松裝密度、癢含量、流動性德國性能要求很高,但是目前行業內還沒有一個明確的標準,所以在材料特性的選擇上前期要花費很長的時間。
壁壘二、價格高、研發難度大
在所有的3D打印耗材中,金屬材料制備的工件要求強度高、耐腐蝕、耐高溫、比重小、具有良好的可燒結性等。同時,還要求材料無毒、環保;性能要穩定,能夠滿足打印機持續可靠運行。功能應該是越來越豐富,例如現在已對部分材料提出了導電、水溶、耐磨等要求。
除此之外,從經濟角度出發,客戶購買產品,都是貨幣三家,誰的價格低,就買誰。所以,成本越高,在市場的推廣及應用就會很難。
打印耗材想要降低成本,只能從關鍵技術進行突破但這難度比較大,在一些特殊領域要求非常高。比如在醫學應用領域要做到無毒無害的同時還要做到生物相容性等,技術要求非常復雜,金屬粉末的制備技術,即獨特的霧化工藝和霧化制粉設備也都是難點。沒有大量的研發攻關很難解決。
壁壘三、信息不對稱、市場認可度低
隨著技術的發展,客戶的需求也在不斷的變化,要求也是越來越多,對產品是越來越精細化,對材料的成分、工藝性、雜質含量等都要求更高。有些企業對國產材料的技術含量和水平不夠信任,怕國產材料損壞進口機器,造成這種擔心的原因在于信息結構不對稱。從目前我國高端材料的發展水平來看,已經取得了相當不錯的成績,比如殲-15的主承力部分,包括整個前起落架都使用鈦合金和M100鋼的3D打印技術。
壁壘四、需求促使企業轉型
隨著3D打印技術的發展,國產材料品牌日益增加,競爭加劇,利潤降低,這讓很多企業選擇轉型升級,其主要措施就是研究高新技術來占領市場。
在所有的3D打印材料中,技術3D打印材料應用最為廣泛,但由于各種金屬材料的化學成分、物理性質不同,因此成型的機理也各具特征,對金屬粉末的性能要求也更為嚴苛。
目前僅德國的EOS公司能生產出有限的幾種金屬粉末,如:不銹鋼粉、鋁硅粉、鈦合金粉,但價格是傳統粉體的10-20倍。在如此環境下,企業轉型研發新材料是一種積極應對市場的最佳戰略。
國家的高度重視和扶持,國產3D打印將于國外品牌媲美,在這個形勢下,國產品牌的使用將成為未來的一種趨勢。而且相對于國外品牌來說,國產品牌的性價比高。不但如此,國產耗材也將會得到更大突破發展,未來金屬材料的形態可能會越來越豐富,如粉狀,絲狀,帶狀。金屬材料將在生物醫學、航空航天等領域具有廣闊的應用前景和生命力。