工业自动化的2024-2029年趋势预测，工控领域创新3D打印解决方案为您揭秘！

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发表时间：2024-03-29

在过去几年里，3D打印技术经历了从原型设计和小批量生产阶段向大规模生产的转变。各个行业对这项技术的采用率不断提高，工业和非打印机供应商也开始将重心放在自动化方面。随着增材制造技术的发展，硬件不再局限于用于原型设计、模具和单件生产的独立系统，而是成为集成数字化大规模生产线中的核心系统。研发投资的增加以及工业自动化机器人技术应用的增长预计都将推动市场增长。自动化3D打印市场规模预计到2024年为21.3亿美元，预计到2029年将达到101.0亿美元，在预测期内（2024-2029年）复合年增长率为36.49%。

3D打印技术以其创新性和颠覆性打破了传统制造模式的限制，为工业制造带来了前所未有的机遇和挑战。3D 打印技术正在重塑制造业的未来，激发着无限的创造力和可能性。3D打印不仅是一种制造技术，更是一种创新的思维方式。它为设计师和工程师提供了更大的创意空间，同时也对传统制造模式带来了挑战和机遇，也为了满足日益复杂的工艺流程要求和提升生产效率。

那么近年来工控相关3D打印技术发展到底如何？或许你可以从即将在2024年5月7-9日上海国家会展中心开幕的2024亚洲3D打印、增材制造展览会（TCT亚洲展）中窥得一二。

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此届展会规模达40,000平方米，其中展品类别包括：3D打印与增材制造设备、增材制造解决方案、设计和产品开发及相关打印服务、3D打印耗材、激光器&喷嘴等相关配件、软件系统、预/后及表面处理等。预计将吸引400家3D打印行业品牌企业参展，20,000名专业观众到场参观。

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2023年6月，我国首台单机容量最大功率150兆瓦级大型冲击式转轮，正式在四川雅安投用，实现了我国高水头大容量冲击式水电机组关键核心技术国产化“从无到有”的历史性突破，加工效果已达国际先进水平，并被央视多次报道。

冲击式水电机组的核心部件——冲击式转轮研制，是长期以来制约中国冲击式水电站建设的“卡脖子”技术。针对这个难题，东方电机牵头，联合科研院所、上下游企业，针对涉及水力、电机、工艺等方面的70多项课题开展联合技术攻关，最终采用锻件+增材复合制造模式进行转轮的增减复合制造，根部水斗高应力区采用锻件、次高应力区采用激光增材、低应力区采用电弧增材，不仅缩小锻件制造周期、降低锻件成本，更大幅度降低了锻件的制造难度，有效解决了大型冲击式转轮制造瓶颈难题。

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其中，东方电机携手英尼格玛（展位号7E26）开展了电弧增材制造水斗的工艺研究，采用多机器人电弧增材系统多部位协同制造外部水斗，突破了增材过程中多机器人集群控制技术，3台机器人历时40余天协同作业，完成2.7吨的金属增材。同时，过程中还充分融入数字化技术，实现了远程操控与多机器人无人值守作业，在国内首次实现了冲击式转轮外部水斗电弧增材制造的工程应用。

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经验证，采用电弧增材制造的外部水斗，在保证制造效率的基础上，将材料利用率由12%提高至85%，制造成本降低100-500万。

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过去，这些治具主要采用委托外加工，并使用电木材质，通过CNC加工的方式完成。然而，随着时间的推移，在使用CNC外协过程中的问题逐渐增多了起来。比如：加工成本不断推高, 生产周期往往较长, 灵活性受限. 面对这些挑战与困难研华昆山工厂MPM栗经理一直在寻找新的技术与方案进行改善。一次与总部同事的技术交流时，谈到了这个问题，总部同事当时就给他推荐了3D打印技术。

负责人表示“确保精度的同时，打印尺寸比较大。虽然大部分我们的夹具都比较小，大概都是20cm以下的小件，但是偶尔也会打一些大的零件，305×305×605 mm尺寸足够大，能够满足这些制件需求的同时，不需要多花几万，非常具有性价比”

“3D打印设备安装在工厂工程师的工作室，操作简单，工程师会用UG，SW软件，所以很快就可以上手操作。原来用CNC外发需要两周时间，但在使用3D打印技术后，生产速度提高了很多，大一点的件20个小时就可以制造出来，表面也不用任何处理，就已经很够用。”

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“从材料方面来讲，目前主要使用PLA耗材，相比以前使用的电木材质，价格更低，由于通常我们填充一般30%或50%，只在需要强度的地方用ideaMaker调整成实心结构，在不影响结构强度的前提下实现轻量化处理，材料的利用率就会更高，大大的降低了成本。这样整体下来，治具成本相当于原来的10%左右。”

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以创新技术实现成本效率的优化，同时兼顾高可靠性，是包括研华、舍弗勒、SKF等工控企业尝试3D打印技术的原因。3D打印技术在工控领域得到了广泛应用。3D打印能够制造复杂的工业零部件和原型，以满足特定的生产需求，从而提高整体生产效率。不仅如此，身为帮手的工控机，它的外壳和面板也都可以通过3D打印进行制造，以实现个性化设计和定制。

英尼格玛（展位号：7E26）和Raise3D复志科技（展位号：8E34）将出席TCT亚洲展，扫描下方二维码登记预约，与我们探索更多专业解决方案，TCT亚洲展期待您的莅临!

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