金属级增材产业发展现状

   2020-12-10 工业品商城165
核心提示:按照金属级增材制造的整个产业链条划分,其上游是金属原材料厂商。目前,主流金属粉末原材料已经由市场供不应求转为供需稳定,粉末单价受金属材料价格影响大,产品可以根据下游增材服务厂商的需求做金属粉末的定制化研发和生产,竞争较为激烈,传统的金属材料厂商是潜在进入者,金属粉末厂议价能力偏弱。传感器融合能够通过
        按照金属级增材制造的整个产业链条划分,其上游是金属原材料厂商。目前,主流金属粉末原材料已经由市场供不应求转为供需稳定,粉末单价受金属材料价格影响大,产品可以根据下游增材服务厂商的需求做金属粉末的定制化研发和生产,竞争较为激烈,传统的金属材料厂商是潜在进入者,金属粉末厂议价能力偏弱。
        传感器融合能够通过多个传感器的组合进行数据分析,目前正在智能手机、可穿戴设备和物联网设备等移动设计得到迅速应用。传感器融合平台也在为新兴类别(如AR和VR)注入新的活力。 
  中游是金属级增材设备的生产制造,处于产业链的主导地位。从成本结构构成分析,软件占整台设备比重约为20%,硬件为80%,其中机加和光学零部件占比最大,分别占比30%和25%。我国工业级增材制造装备的核心光学部件严重依赖进口,如大功率激光器被Trumpf、IPG等少数几家企业垄断,扫描振镜主要由Scanlab供应,目前我国高功率激光器和扫描振镜处于研发攻关阶段,未来有可能实现国产化替代。
   对于初学者来说,了解传感器融合和传感器集线器之间的区别是很重要的。传感器融合从所有传感器获取数据,并使用软件算法交叉引用多个信息源,以创建一致的图像。例如,它结合了来自加速度计和陀螺仪的数据,从而为健身跟踪可穿戴设备提供运动环境。
  下游是金属级增材服务与应用,服务商打印出合格产品以满足客户需求,同时为装备制造厂商和原材料供应商不断提供反馈建议。随着增材装备和技术的不断成熟,下游服务商将肩负起增材制造应用领域推广和发展的重任。独立的专业服务商已经出现,如毅速激光等,服务商与增材设备供应商深度配合。我们判断未来增材制造服务的新进入者将逐渐增多,但掌握多品类加工工艺的厂商将逐步成为金属级增材产业链的核心。
   传感器融合技术,连同传感器集线器,在过去几年中改变了智能手机、平板电脑、可穿戴设备、游戏和物联网设计。这使得它成为优化传感器架构的基本组成部分,努力为移动用户创造新的体验。
  金属级增材制造服务主要围绕着设计、建模、加工制造、后处理、检验检测等关键环节进行,其制造出来的终端产品性能好坏与整个制造工艺息息相关。金属级增材制造是激光热沉积和极冷极热的过程,产成品不仅需要在定型规格上达到客户需求,更需要性能、热应力控制等也达到甚至超过铸锻造水平,因此从原材料的选择、设备的匹配,再到工艺参数的调整,金属级增材制造的技术难度要远高于非金属增材制造。一般而言,金属级增材制造服务的基本生产流程如下图所示:
   这一切都是从智能手机开始整理传感器的数据开始的,比如加速度计和陀螺仪,用于iPhone后时代的室内导航和活动监控应用程序。此后,传感器融合一直试图在多个移动平台上协调不同的传感器组合,从而创造新的用户体验。  
  增材制造启蒙于1940年,美国人Perera提出将硬纸板进行切割并逐层粘结,最终打造出模拟三维地形图的方案。20世纪80年代,以美国人Hull发明光固化技术(SLA)并成立了全球首家增材制造公司3D Systems为标志,增材制造技术逐步从理想走进现实,并相继开创出粉末激光烧结(SLS)、熔融沉积(FDM)和喷射打印(3DP)等多种增材制造技术路线,增材制造装备层出不穷,不断优化完善,该阶段增材制造主要以模型、原型制造为主。2000年以后,金属增材制造如激光选区融化(SLM)、激光近净成形(LENS)等技术的出现,近乎完美地解决了传统制造无法实现超复杂加工的痛点,成功地带动了增材制造进入到大规模产业化试制和应用阶段。目前,随着增材制造的原材料、装备零部件和加工工艺的日趋稳定,增材制造的应用范围将进一步拓宽。
  另一方面,传感器集线器利用传感器融合提供的信息,并将其转化为有意义的上下文。它通常是一个微控制器(mcu)或微处理器(mpu),执行一个特殊的任务,比如计算计步器中的步数。
  我国增材行业在萌芽期立足于学院派,主要依靠高等院校和科研院所推动技术发展,起步时间仅仅比美国晚2年。1988年10月,清华大学激光快速成形中心的成立,标志着我国增材制造研究正式开始。1993年我国首台工业级增材制造设备样机–粉末激光烧结(SLS)增材设备研制成功,比3D Systems研制的世界第一台增材制造设备约晚5年时间。
       几乎所有的高端安卓手机现在都将传感器融合作为加速度计、陀螺仪和其他传感器的连接中枢。首先,当在一个信号不可用或非常差的建筑物内,智能手机制造商正试图改善GPS定位跟踪和传感。
  我国政府高度重视增材制造技术的产业化应用,目前产业发展已由科研院所单核驱动转向为“实体企业和科研机构双轮驱动”,行业整体发展水平已可比肩欧美发达国家。2015年2月,我国增材制造产业发展推进计划正式发布,行业发展上升到国家层面,通过政策引导,推动产业实现快速发展。2016年4月,我国增材制造标准化技术委员会成立,标志着行业由百花齐放百家争鸣阶段过渡到国家级标准规范建设阶段。2017年12月,工信部、发改委、财政部等国家部委相继发布《增材制造产业发展行动计划2017-2020年》、《增材制造业核心竞争力三年行动计划2018-2020年》等文件,明确到2020年增材制造产业销售收入超过200亿元,年均增速在30%以上,且研制的工业级铸造3D打印设备足以满足航空航天、大型发动机等领域大型复杂零部件的需求。
   在这里,传感器融合可以通过整理来自加速度计、陀螺仪和其他传感器的数据,帮助跟踪设备的准确位置。例如,集成气压传感器可以增强智能手机的功能,包括天气预报、高度感应和其他以位置为中心的功能。
因此,毫不奇怪大多数新的智能手机设计都配备了多个传感器,以获得准确的室内定位结果。 
 
 
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