3D打印人才需求调研报告 (2)

.3D印刷人才需求调查报告13d打印背景调查分析现在，新的世界科学技术革命正在发生，以材料制造技术为重要代表的第三次工业革命开始了。 我国正处于工业变革演化的重要时期，材料制造技术的发展，是我国的重大机遇，也带来了挑战。 加快增材制造技术的研发与产业化，对于提高我国制造业的整体创新能力，在数字制造、智能制造方面取得发展主导权，夺取先进制造业发展高峰，加快工业变革升级和经济发展方式转变具有重要意义。1.3D打印全球升温3D印刷(3Dprinting )是一种快速成型技术，基于(软件)数字建模，使用塑料、金属、陶瓷、橡胶、玻璃、色砂等多种粘合材料，通过逐步增加材料“印刷”出三维实物产品迅速发展的3D打印技术成为第三次产业革命的序幕。 3D打印技术不断应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程与施工(AEC )、汽车、航空航天、牙科与医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程等领域。随着移动互联网等信息技术、纳米技术和新材料、新能源等技术的迅速发展和普及，人工智能、数字制造、产业机器人突破了3D打印现代制造技术，发展了3D打印技术，兴起了3D打印产业由于金属消耗品技术瓶颈最少，需求和利润空间最大，预计2015年市场规模将达到7000万美元。 2009年至2012年，3D打印金属消耗品的销售收入年均增长27.5%，2012年达到2500美元的产值规模，比上年增加38.3%。我们认为金属消耗品还有很大的发展空间。 从需求量来看，3D印刷的应用金属材料在技术瓶颈上带动着产业化，在航空航天、汽车的高级复杂部件和轻量化等方面需要金属材料(甚至混合金属材料)，尤其是3D印刷在一次性网成形中解决了传统金属加工中的废弃率高的问题，大幅节约了原料成本，降低了其成本一旦克服了技术瓶颈，价格就会下降，有很大的应用空间。 我们预计3D打印金属消耗品的市场规模会稳步上升，到2015年会达到7000万美元以上。从金属种类来看，金属材料的适用范围逐渐扩大。 目前的主要金属材料有工具钢、不锈钢、商用纯钛、钛合金、铝合金、镍基合金、钴铬合金、铜基合金、金、银等，将来会扩展到更多种性质的混合材料中。 从利润率来看，由于加工难易度和性能要求非常高3D印刷人才需求调查报告13d打印背景调查分析现在，新的世界科学技术革命正在发生，以材料制造技术为重要代表的第三次工业革命开始了。 我国正处于工业变革演化的重要时期，材料制造技术的发展，是我国的重大机遇，也带来了挑战。 加快增材制造技术的研发与产业化，对于提高我国制造业的整体创新能力，在数字制造、智能制造方面取得发展主导权，夺取先进制造业发展高峰，加快工业变革升级和经济发展方式转变具有重要意义。1.3D打印全球升温3D印刷(3Dprinting )是一种快速成型技术，基于(软件)数字建模，使用塑料、金属、陶瓷、橡胶、玻璃、色砂等多种粘合材料，通过逐步增加材料“印刷”出三维实物产品迅速发展的3D打印技术成为第三次产业革命的序幕。 3D打印技术不断应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程与施工(AEC )、汽车、航空航天、牙科与医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程等领域。随着移动互联网等信息技术、纳米技术和新材料、新能源等技术的迅速发展和普及，人工智能、数字制造、产业机器人不断突破3D打印的现代制造技术，发展3D打印技术，兴办3D打印产业制定相关工业技术标准，为航天产品的开发零部件制造(2)面向复杂零件模具制造的大型激光烧结成型设备的开发和应用(国家经费管理额在1000万元以下，尖端技术研究类)。针对复杂零件模具快速制造的需求，开发了适合蜡型、蜡型、砂型制造、尼龙等塑料零件制造的大型激光烧结成形设备，台面2米，产品精度控制在0.1%以内，堆积效率达到1000cm3/h以上。 制定了相关技术标准，应用于汽车、模具等行业产品的研制。(3)面向材料结构一体化的复杂部件的高温高压扩散连接设备的开发和应用(国家经费管理额在1000万元以下，尖端技术类)。针对结构复杂、性能要求高、连接困难等复杂零件加工需求，开发了材料结构一体化的复杂零件高温高压扩散连接设备和技术，工作加热区尺寸在1000mm1000mm以上，在航天产品开发中得到了应用。(4)基于3 d打印制造技术的家电行业个性化关键技术研究和应用模式(国家经费管理额1000万元以下，企业率先申报，应用开发和综合模式类)。针对家电行业定制的迫切需求，结合以3D打印制造技术为中心的数字制造技术的制造变革，研究3D打印的定制部件设计技术、定制模型、定制业务协同引擎、交互式门户、执行平台等技术开发定制管理平台，基于3D印制设备为终端用户提供定制服务，在应用演示期间销售的经济收入超过3000万元。因为对构件强度、疲劳度、断裂韧性的要求很高，目前掌握加工技术的厂家很少，所以价格随着技术的进步而下降，利润空间仍然很大。3 .企业对3D打印人才的需求调查3D打印的展开离不开人才。 国内3D运用人才培养尚在萌芽状况下，除了即插即用的高级人才外，国家制作业信息化训练中心主任吕君尚表示，目前我国对3D运用人才的需求非常大，缺乏约800万人。 据他介绍，中国在3D技术训练、推广方面做得不好，高中的3D课程与现在世界上最先进的3D技术有距离，高中的3D教育和公司的运用需要距离，很多人对3D还处于非常浅的初步阶段。 “其实，中国并不缺乏技术，但实际合并技术和构想应用于工业的人很少。”吕君尚说。2、政府支持设立3D打印产业联盟3D打印技术产业联盟的建立，将改变3D打印技术科研机构和企业单打的不利局面。 有利于推进我国3D打印技术产业化、市场化进程，加快与国际对话交流，尽快建立有利于促进3D打印技术与传统制造技术有机结合的行业标准，集中展示我国3D打印技术的好形象，加强政府与国际间的广泛交流。(一)深圳市三维印刷产业联盟；2013年6月，为了抓住3D打印产业发展的机遇，深圳市许勤市长表示，深圳将积极组建包括大学、科研机构、企业、行业协会等在内的产业联盟，建立复盖原始创新、技术开发、产品制造、内容产业普及应用等全链的3D显示技术产业链。(2)西部3D打印产业技术创新联盟2013年6月，西部地区首个3D打印产业技术创新联盟在成都成立。 该联盟以成都市制造企业为主体，由高等学校、材料开发企业和机构、工业设计企业、科研院所、3D打印服务提供商等“团队”联动，率先从材料制造、航空应用、军需制造等产业链的高级环节突破。(3)陕西3D打印产业技术创新联盟陕西省3D印刷产业技术革新联盟于2014年1月22日宣布在西安成立，陕西省委书记赵正永除名。5 )中国3D打印技术产业联盟2012年10月，在工信部的支持下，亚洲制造业协会、北京航空航天大学、华中科技大学、清华大学、湖南华曙高科有限公司、武汉滨湖机电科技有限公司、无锡飞康快速制造有限公司等主要科研单位的专家和企业共同成立了中国3D打印技术产业联盟。 这是世界上第一个3D打印技术产业联盟。3 .国家建立三维打印技术产业创新中心为促进3D打印技术产业化，首先选择10个工业城市，集中建设3D打印技术产业创新中心。 计划投资2000万元，地方政府按1:1合作。 2013年3月，3D产业联盟已经和南京等城市签署了中国3D打印技术产业总部基地与中国3D打印技术产业创新中心的合作协议。 创新中心包括3D打印技术产品展示中心、科学与教育中心、加工与服务中心和研发中心。(2)3d打印产业技术环境和技术趋势分析1、中国3D打印技术的发展现状我国近年来刚刚引进3D打印技术，与国外差距非常大，主要在技术和市场应用方面，研发水平不高，与市场联系度低，目前尚未产生较大的经济效益。 与美国已经出现了3D系统和Stratasys两大3D打印机的公司不同，中国的3D打印技术起源于西安交大、华中科技大学和清华大学等大学，相关技术转型集中在学校经营企业。2、中国3D打印产业专利申请数量分析由图可知，中国的3D打印技术申请数主要集中在2013年，占2013年至2013年申请数的54.84%。 专利公开数也同样集中在2013年，占全公开数的77.42%。图表： 2005-2013年6月3D印刷相关专利申请数变化图(单位：个)先见产业研究院的整理3 .技术趋势3D打印技术的发展，实际上是成形技术、原材料和设计程序三个要素螺旋式创新的过程。 从三要素的发展历史看，以上三者相互支持，一个要素的突破往往为其他两个要素提供技术支持，为三维印刷产业链的应用打开更广阔的空间，改善各自在细分市场的性价比。 从3D打印的发展阶段来看，目前我们处于控制物体形状的初级水平，未来将向控制物质构成的方向发展。 也就是说，不仅是外部的几何形状，还要同时印刷多种材料、多样的构造，创造出特定形状、特定功能的新材料。从更长远的远景来看，未来的3D打印将会超越物体的形状、结构控制，并将程序写入材料以使其具备我们所需要的功能。 不是印刷被动的零件和材料，而是印刷可以感知、反应、计算、行动的智能系统。在成型工艺中，提高印刷精度、速度，多材料同步印刷、降低成本是成型工艺目前的发展趋势。 目前主要有选择性沉积、选择性粘结、分层超声焊接三条主要技术路线，美国材料和试验协会(ASTM )目前提出的6种技术标准分类也大致可进入这三条技术路线。 从成型技术的发展历史来看，20世纪80、90年代，三条技术路线已经出现，自21世纪初逐渐成熟以来，就没有革命性的技术产生，技术的进展主要体现在已有的三条技术路线的精进上。目前的主要发展趋势有三个：一是提高印刷精度和速度，二者性能的提高似乎是一种悖论，印刷精细度的提高往往意味着加工速度的降低，如何依靠两者的技术进步二是支持更多的印刷材料，如最近十年来发展最快的金属材料第三，为了3D打印降低打印机成本，尤其是诸如激光发射机之类的核心部件成本，都是更广泛应用于未来的重要发展方向。 事实上，开源3D打印机系统显着降低了简单的消费型3D打印机的成本，允许设计独特的3D打印机。在原材料方面，材料种类多、性能好、成本低是未来的发展趋势。 能印刷的材料有300多种，按实现3D印刷应用的顺序来看，塑料、尼龙、树脂、橡胶等高分子材料最先进入应用，目前技术最成熟、应用最广泛，但其强度、耐久性差、不会变高温、有毒、环保等缺陷，应用范围有限金属粉末是目前最发展的领域，但由于其加工难度大，液化印刷难以成形，采用粉末冶金方式，除高温外还需要高压，并面临金属应力偏差的问题。 材料受激光照射时，温度达到2000度以上，激光离开后急剧下降到200度以下，材料不能承受这么大的温差，会产生裂纹和变形。 这些问题都是成本高，普及度还不够，国内尚未涉及到公司。 这是目前3D打印技术渗透到工业水平应用中的最大瓶颈。以色列的objet(stratasys收购)是目前掌握最多印刷材料的公司，已经可以使用14种基本材料，再加上107种材料，两种材料的组合、着色也已成为现实。 但是，这些材料的种类和人们生活的千世界材料相比，还有差别，同时价格也要高得多。 很明显，使3D打印材料多样化(特别是实现恢复)。材料配合同时印刷，性能好，成本低成为未来的发展趋势。设计过程实际上是容易被忽略的领域，但实际上其设计精度和对当前软件成形过程的支持度还没有达到理想的水平。 它大致分为3D建模设计和3D打印机固件程序。 3D建模软件目前正从简单的实体建模进入曲面建模(广泛应用于动画CG制作)和光学扫描(3D扫描、点云等)阶段，缺陷是不能详细描绘模型内部结构，同时分辨率的提高也成为计算机处理能力的瓶颈固件语言中，目前应用最广泛的是3D打印机的发明者CharlesHull于1987年发明的STL语言，该语言是结合当时的成形技术的一种简单的语言，目前尚未着力于更高的精度、更多材料的成分控制。在此基础上，未来设计程序的发展趋势有三个：一是在3D建模方面实现物体内部结构的描绘，二是实现多元材料同时印刷的控制控制、三者革新了STL语言，为了使3D打印机固件能够读取更复杂且大量的3D模型数据，实际上，2010年出现了更完美的AMF语言格式，取代了STL的传统领域。(3)3d打印产业市场趋势分析民间级的打印机、工业级的应用、消耗品领域很大。3D打印市场规模稳定，从1993年到2012年的19年间，年平均增长率为17.7%。 3D印刷产业包括上游印刷材料、中游印刷设备、相关外围设备及其设计软件、下游印刷终端产品和工业设计服务等。 WohlersAssociates的数据显示，2012年全球3D打印产业的销售额比上年增加了28.6%，从1993年开始年平均增长率达到了17.7%。 成本高是阻碍3D打印市场增长的最大束缚。 实际上，3D打印市场的规模增长率几乎维持在40%以下，难以用爆炸性的增长来表现。 其中，高成本是推进3D打印的最大束缚。 3D打印的直接成本主要分为设备折