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【今日新鲜事】3D打印技术专利申请量大幅增长

发布时间:2019-11-19 17:39:21

【今日新鲜事】3D打印技术专利申请量大幅增长

【今日新鲜事】3D打印技术通过不断叠加和粘合材料层,从无到有重新构建出一个完整的功能部件。这一技术对与制造流程和产品形态所产生的影响是巨大的,制造产品也无需再设计或制造昂贵的模具,不仅提高了效率,还降低了大量的成本和时间。  

由于3D打印技术对于产业界具有重大影响,各国都重视这一新兴产业的发展。近年来全球3D打印产业产值不断增长,2018年我国的3D打印产业达到约319亿元的大规模。相对传统加工技术具有突出的优势,《经济学人》杂志曾将3D打印技术比作第四次工业革命。

 美国是3D打印技术的起源地,2010年前美国的专利申请量占据全球的近90%,绝大多数的重要专利申请人来自美国,比如惠普公司申请量达901件,通用电气478件,斯特拉特西斯公司345件、3D系统公司327件。
 

3D打印

近年来国内3D打印产业的发展带动专利申请量大幅增长,其中西安交通大学专利申请量达到347件,华南理工大学310件,华中科技大学236件,珠海天威飞马209件。  

尽管3D打印技术目前仍旧存在着制造效率较低、材料种类不多等问题,并不能完全取代传统制造加工技术,但可以助推传统制造业的转型升级,使传统行业焕发新的生机。

比如轮胎产业,轮胎的花纹结构复杂难制,由模具压制而成,模具的精密程度直接到轮胎的精度和影响质量,更对驾驶安全和舒适性产生重要影响。那么对机床、刀具的要求就会很高,直接影响轮胎的质量。

但是米其林轮胎在3D打印轮胎上取得了一定的突破,在中国的相关专利申请达到了31件,其中大多数是选择性激光烧结制备轮胎模具,如专利(公告号:CN103534050B)描述了制造轮胎模具的方法。

3D打印可以在很短的生产周期内制造出复杂的成品,只需打印就能完成过去几个步骤才能完成的刀槽花纹,也无需人工安装和焊接,节省成本、精度也有保证,对轮胎产业的转型升级具有推动作用。
 

3D技术

而对于热爱运动的人们来说一双舒适又符合要求的运动鞋非常难得。3D打印技术在运动鞋领域的不断创新与发展让定制鞋子变成了现实。专利数据显示,耐克、阿迪达斯等海外制鞋巨头的专利布局已有十年且专利众多,而国内企业近两年才开始布局且数量较少。  耐克在中国目前有633D打印制鞋专利,这些技术不仅涉及鞋构件的制造,也涉及模具制作等上游技术。耐克在flyprint跑鞋的鞋面中使用了3D打印技术,如专利(公告号:CN104428126B)可以基于鞋面的局部或整体的期望性能来调控材料性质,比如增加刚度、支撑、柔性等。  阿迪达斯则在Futurecraft跑鞋产品中运用了3D打印技术,相关的专利(公开号:CN106263250A)描述了一种3D打印制作的网格鞋底,可根据鞋的专业用途而调控局部网格结构。  匹克也相继推出了3D打印运动跑鞋,其专利申请文件(公开号:CN108477752A)公开了SLS烧结TPU粉末得到的缓震网格结构鞋底,既能保证了强度,也提供了出色的柔软度及缓冲回弹性能。李宁则推出完全个人定制化的3D打印运动鞋,专利申请文件(公开号:CN106447453A)公开了李宁的数字化鞋产品定制方法。  可见3D打印技术能够实现个性化定制和功能化鞋体的制作,提高产品的附加值和技术含量,助推产业升级。

常见的铸造企业大都依赖于传统的铸造模式,其中模具制造、制芯、造型等过程占耗费时间较长,影响了产品的交付周期。

宁夏共享集团是一家铸造企业,近年来其在3D打印方面布局了约223件专利。在专利(公告号:CN104028711B)中提出可以设置多个工作箱,某一工作箱位于打印工位时,铺粉器和打印头分别铺设粉末和喷射粘合剂进行3D打印,打印后转换其他工作箱与打印单元位置对应进行3D打印,之前进行的工作箱可进行清理工作,该方案节省了清理工作箱的时间,提高了设备的利用率。
 

3D

宁夏共享集团还将3D打印砂芯模具应用到铸造生产线上,省去了模具制造环节,缩短铸件交付周期,更提升了市场竞争力,实现产业转型升级。

3D打印技术虽然目前尚不能完全取代传统制造技术,但是3D打印在轮胎、制鞋、铸造等传统产业已经崭露头角。面临发展困境的传统企业可以借助3D打印技术压缩生产流程降低成本。另一方面又可以借助3D打印技术开发新产品新工艺。相信随着3D打印技术深入开发,越来越多的传统行业会从中受益实现转型升级。(内容及图片来源于网络,如有侵权请联系删除)



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