3D打印技术及未来前景介绍(很多人看好这个行业)(6)
2023-05-16 来源:文库网
齿科：齿科 3D 打印是指通过数字化扫描与 3D 打印的结合，根据不同患者口腔内 三维数据定制化打印，实现精准医疗和精准种植，使常用齿科医疗用品在精密度方面 得到提升，牙冠边缘、内冠与牙体之间更具密合性，提高临床效果与患者舒适度。 齿科 3D 打印在工艺上通常选取非金属的 SLA 和 DLP 工艺，上游材料选用上光敏 聚合物占比接近 80%，其余原材料多为金属粉末，广泛应用于口腔正畸、口腔修复和 口腔种植环节，打印的医疗用品多为牙桥、牙冠和牙科模型。根据 SmarTech 的数据 显示，2021 年增材制造的牙科产品价值高达 35 亿美元，其中烤瓷牙冠应用市场价值 约为 7.97 亿美元，占比 22.6%。此外，3D 打印牙科领域的软件市场可观，2021 年软 件销售额近 1.5 亿美元。
骨科：3D 打印在制造多孔结构的骨科植入物方面具有优势，根据患者特点能够 高精度定制复杂结构的植入体，优化体内植入物的结构安全，增加植入物与患者的匹 配度，常见的关节、脊柱、颅颌面等植入物均可通过 3D 打印实现。骨科 3D 打印在工 艺和原材料的选择面上较广，常用的 SLM、EBM、SLS、SLA 和 DLP 工艺均可应用于骨 科植入物，材料可根据打印产品应用不同选取金属粉末、光敏树脂、塑料丝材、陶瓷 粉末等。 我国 3D 打印骨科植入物在部分三甲医院临床治疗中的应用已处于国际先进水平， 且使用历史较长。例如上海第九人民医院在 2014 年就已将金属 3D 打印个性化假体 应用于骨盆肿瘤切除与重建手术中，实现了个性化假体在形态、力学、生物学三方面 的适配。
康复辅助器械：3D 打印技术结合 3D 扫描、计算机诊断、生物力学等技术，可打 印定制式矫形器，具备取型方便、模型精度高、材料性能优异等特点，可对患者矫形 结果进行精确控制。常用领域包含矫正器具、辅助器具、假肢等，多数上肢矫形器、 下肢矫形器、仿生肌电手、小腿假肢、助听器外壳等康复器械可通过 3D 打印实现生 产。涉及的设备工艺主要为非金属打印中的 SLS 和 FDM，通常选取的上游材料为 ABS、 TPU、尼龙等塑料。
2.3.3 汽车领域潜在应用空间广阔
汽车行业是最早应用 3D 打印技术的领域之一，早在 20 世纪 90 年代，欧美整车 制造企业如福特、宝马、大众等，已将 3D 打印应用于汽车的研发和试制环节。车企 在应用 3D 打印技术上主要有三个发展方向，一是通过 3D 打印满足客户定制化需求， 进行个性化外观组件定制;二是通过 3D 打印快速生产，减少部分零部件备库压力; 三是应用于汽车轻量化领域，通过中空夹层、一体化结构、镂空点阵结构和异形拓扑 优化结构，结合钛合金、铝合金、碳纤维等轻质原材料，有效实现汽车降重。
全球角度来看，根据 3dpbm 发布的《汽车行业 3D 打印白皮书》，汽车零部件打印 市场空间较大，2020 年市场规模约为 26.8 亿美元，预计 2026 年市场规模将达到 129.7 亿美元，2030 年将超过 200 亿美元，其中 25%的市场份额是新能源车的零部件生产。当前 3D 打印已广泛应用于海外知名车企，通过观察具体案例，或有助于发掘我国汽 车行业潜在 3D 打印需求方向。
保时捷：保时捷基于 3D 打印的应用较为广泛，主要涉及三方面：一是提高可选 择性，保时捷为 718、911 等经典车型用户提供 3D 打印的座椅，可选择硬、中、软 三个硬度级别。通过 3D 打印的座椅更符合人体工程学，舒适度、重量、透气性等方 面均有所优化;二是满足复杂零备件的换件需求，零部件大量备库将为车厂带来库存 压力，根据需求临时生产替换部件周期又相对较长，通过3D打印可快速生产零部件， 3D 打印生产批量小、单品价值量高、生产周期短的特性完美契合高档车替换件的需 要;三是轻量化需求，保时捷通过 SLM 工艺生产铝合金材质的电驱外罩，使其重量 降低 10%的同时强度提升 20%。 奥迪：开设 3D 打印工厂，并与 SLM Solutions Group 合作生产原型和零配件。 通过 SLM 工艺生产复杂零部件，降低传统制造在复杂构件生产过程中高昂的成本， 同时增加设计自由度，可使组件同时实现多种功能。
大众：通过与惠普合作，使用 3DP 技术制造汽车零部件，相比传统钢板切割冲 压成型，3D 打印的应用使零部件重量降至传统制造工艺的 50%左右，并计划在新车 型 T-Roc 中大规模应用。此外，大众在零部件的辅助工具中，同样采用了 3D 打印技术，传统的车轮保护夹具采购价格为 800 欧元/个，工具的开发周期为 56 天，通过 3D打印技术生产，价格可降至21欧元/个，从设计到生产的总周期大幅缩短至10天。
骨科：3D 打印在制造多孔结构的骨科植入物方面具有优势，根据患者特点能够 高精度定制复杂结构的植入体，优化体内植入物的结构安全，增加植入物与患者的匹 配度，常见的关节、脊柱、颅颌面等植入物均可通过 3D 打印实现。骨科 3D 打印在工 艺和原材料的选择面上较广，常用的 SLM、EBM、SLS、SLA 和 DLP 工艺均可应用于骨 科植入物，材料可根据打印产品应用不同选取金属粉末、光敏树脂、塑料丝材、陶瓷 粉末等。 我国 3D 打印骨科植入物在部分三甲医院临床治疗中的应用已处于国际先进水平， 且使用历史较长。例如上海第九人民医院在 2014 年就已将金属 3D 打印个性化假体 应用于骨盆肿瘤切除与重建手术中，实现了个性化假体在形态、力学、生物学三方面 的适配。
康复辅助器械：3D 打印技术结合 3D 扫描、计算机诊断、生物力学等技术，可打 印定制式矫形器，具备取型方便、模型精度高、材料性能优异等特点，可对患者矫形 结果进行精确控制。常用领域包含矫正器具、辅助器具、假肢等，多数上肢矫形器、 下肢矫形器、仿生肌电手、小腿假肢、助听器外壳等康复器械可通过 3D 打印实现生 产。涉及的设备工艺主要为非金属打印中的 SLS 和 FDM，通常选取的上游材料为 ABS、 TPU、尼龙等塑料。
2.3.3 汽车领域潜在应用空间广阔
汽车行业是最早应用 3D 打印技术的领域之一，早在 20 世纪 90 年代，欧美整车 制造企业如福特、宝马、大众等，已将 3D 打印应用于汽车的研发和试制环节。车企 在应用 3D 打印技术上主要有三个发展方向，一是通过 3D 打印满足客户定制化需求， 进行个性化外观组件定制;二是通过 3D 打印快速生产，减少部分零部件备库压力; 三是应用于汽车轻量化领域，通过中空夹层、一体化结构、镂空点阵结构和异形拓扑 优化结构，结合钛合金、铝合金、碳纤维等轻质原材料，有效实现汽车降重。
全球角度来看，根据 3dpbm 发布的《汽车行业 3D 打印白皮书》，汽车零部件打印 市场空间较大，2020 年市场规模约为 26.8 亿美元，预计 2026 年市场规模将达到 129.7 亿美元，2030 年将超过 200 亿美元，其中 25%的市场份额是新能源车的零部件生产。当前 3D 打印已广泛应用于海外知名车企，通过观察具体案例，或有助于发掘我国汽 车行业潜在 3D 打印需求方向。
保时捷：保时捷基于 3D 打印的应用较为广泛，主要涉及三方面：一是提高可选 择性，保时捷为 718、911 等经典车型用户提供 3D 打印的座椅，可选择硬、中、软 三个硬度级别。通过 3D 打印的座椅更符合人体工程学，舒适度、重量、透气性等方 面均有所优化;二是满足复杂零备件的换件需求，零部件大量备库将为车厂带来库存 压力，根据需求临时生产替换部件周期又相对较长，通过3D打印可快速生产零部件， 3D 打印生产批量小、单品价值量高、生产周期短的特性完美契合高档车替换件的需 要;三是轻量化需求，保时捷通过 SLM 工艺生产铝合金材质的电驱外罩，使其重量 降低 10%的同时强度提升 20%。 奥迪：开设 3D 打印工厂，并与 SLM Solutions Group 合作生产原型和零配件。 通过 SLM 工艺生产复杂零部件，降低传统制造在复杂构件生产过程中高昂的成本， 同时增加设计自由度，可使组件同时实现多种功能。
大众：通过与惠普合作，使用 3DP 技术制造汽车零部件，相比传统钢板切割冲 压成型，3D 打印的应用使零部件重量降至传统制造工艺的 50%左右，并计划在新车 型 T-Roc 中大规模应用。此外，大众在零部件的辅助工具中，同样采用了 3D 打印技术，传统的车轮保护夹具采购价格为 800 欧元/个，工具的开发周期为 56 天，通过 3D打印技术生产，价格可降至21欧元/个，从设计到生产的总周期大幅缩短至10天。
