编者按:韩国一直在稳步增加对增材制造 (AM) 的参与,尤其是自 2010 年以来“0”战略将增材制造置于最前沿。 2024年,韩国多个部门制定了3D打印的10年计划,以支持该行业的发展。 最近,韩国科学和信息通信技术部将其2024年的研发投资目标提高到7000万美元,以鼓励3D打印的发展,目前约有400家3D打印公司。
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作者 | sangmin "simon" lee
编译 |资源库。
一、发展趋势
韩国的 3D 打印行业持续增长,许多公司投资于提高生产力、重组**链和制造创新。 增材制造工艺自动化的发展是韩国工业的重要趋势,包括整个增材制造工艺,如工作流程、设备操作和后处理,以应对工业40 在日益增长的数字化制造需求中。
另一个趋势是使用增材制造技术来增加按需和个性化产品的产量。 随着数字化、人工智能和增材制造技术的不断进步,按需和个性化产品的生产在制造业中变得越来越有吸引力。 特别是在数字驱动的医疗、牙科和服装时尚行业,植入物、假肢和鞋子等定制产品的产量显着增加。
此外,韩国增材制造市场中3D打印零件的产量也有所增加,越来越多的用户正在采用大规模增材制造解决方案,在汽车和半导体行业中实现前所未有的应用。
韩国市场对高强度、耐热工程塑料的需求也在不断增长,这些工程塑料可以替代电气、电子、汽车和机械行业的金属部件。 特别是在快速增长的电动汽车行业,除了努力减轻重量外,响应环保法规的工程塑料的使用也显着增加。 在航空航天、汽车、国防、医疗、牙科等高附加值行业,对金属增材制造技术的需求也在增加,进一步扩大了相关市场。
然而,韩国的3D打印产业仍处于早期发展阶段,由于Stratasys、3D Systems、EOS等国外公司在高科技和应用行业知识方面的领先地位,对国外产品的依赖正在加深。 尽管如此,韩国企业在开发增材制造相关技术和应用方面取得了重大进展,预计市场将进一步增长。 接下来,我们将从10个应用领域见证韩国3D打印的发展,涉及具体应用以及参与的公司和机构。
二、发展概况
1. 航空航天
韩国航空航天业在整合3D打印技术方面取得了重大进展,主要用于原型制作。 该技术的集成对于发动机和通信设备等关键部件至关重要。 尽管由于缺乏成熟的标准和材料能力的局限性,其应用仍然受到限制。
在这个领域,大韩航空等主要参与者处于使用 3D 打印制造高效发动机的最前沿,韩国航空航天研究院 (KARI) 已成功应用金属 3D 打印技术为液氧甲烷发动机制造双蓄热式冷却燃烧器。
韩国宇宙航空研究院。
韩国工业技术研究院(KIIT)在这方面也做出了重要贡献,开发了一种使用3D打印制造航天器推进剂罐的技术。 与传统制造的零件相比,这项创新使空间效率提高了 12%,重量减轻了 27%,证明了 3D 打印在提高航空航天部件性能和效率方面的巨大潜力。
尽管取得了这些成就,但航空航天业在更广泛地采用3D打印技术方面仍然面临挑战。 3D打印零件缺乏具体的性能标准是一个主要障碍,这使得评估性能并在实践中应用变得困难。 此外,目前材料特性和技术能力的限制也限制了打印部件的承载能力,这在航空航天应用中至关重要。 迫切需要针对特定行业的3D打印工艺和设备开发,以满足航空航天领域的需求。
2. 汽车交通
汽车工业是韩国制造业的重要组成部分,因此增材制造在该国具有巨大的潜力。 由于能够快速对零件进行原型设计和逆向工程,增材制造在汽车行业中越来越受欢迎,尤其是在设计需求频繁变化且时间表至关重要的领域。
然而,增材制造主要用于电池模块、内饰部件、机器人传感器支架、车轮、仪表板、门板和方向盘等零件的原型设计,但由于耐久性问题和高生产成本,其广泛应用面临挑战,目前难以实现。
尽管存在这些挑战,但增材制造在汽车行业的未来仍然充满希望。 用于零件生产、城市空中交通 (UAM) 应用和减重的自主机器人产品的金属 3D 打印是该行业的潜在方向。 这些创新能够制造出更耐用的零件并降低生产成本,最终为消费者带来更优质的产品。
韩泰轮胎。
例如,韩泰轮胎使用金属增材制造技术批量生产下一代轮胎箍,并计划在集成轮胎模具方面做类似的工作。
在韩国市场,3D Solution作为汽车领域的知名企业之一,于2024年成为现代汽车的官方供应商,为其生产线提供3D打印夹具。 作为现代汽车的主要合作伙伴之一,亚金工业采用了EOS设备,并正在积极研究金属增材制造技术。 这些公司正在努力使增材制造更加高效和具有成本效益,同时保持其作为创新核心驱动力的地位,这可能会推动增材制造在汽车行业的广泛采用。
3. 内科牙科
增材制造主要用于医疗领域,以创建患者特定的医疗组件和手术导板,以提高手术效率。 聚合物和金属材料已广泛用于制造各种医疗器械,如假肢**、语音模具、植入物、椎间融合装置、脊柱保持架等。 例如,**癌症手术导板等,也是使用增材制造技术生产的。 此外,制药行业中的模拟器和药物开发等工具也是增材制造的重要应用领域。
Anymedi Solutions是一家专注于外科应用的增材制造公司。 他们以为患者制定手术指南而闻名,在复杂的癌症手术和主动脉重建方面具有特别的专业知识。 他们开发并商业化了世界上第一个用于为患者切除乳腺癌的 3D 打印手术导板,这被认为是医疗领域的一项创新技术,并且已经在多家领先的医疗机构中使用。 他们完成了700多项临床演示,发表了13篇学术论文,并获得了三项专利。 他们的乳腺癌指南已通过 FDA CE 认证,并在全球范围内广泛使用。
Medical IP开发的Medip软件通过人工智能技术将CT和MRI扫描转换为3D模型。 该软件是韩国第一个获得FDA CE认证的医疗软件。 他们的创新导致了模仿人体器官物理特性的3D打印解决方案的发展,这是医疗3D打印技术的重大突破。
2024年,韩国知名牙科公司Dentium推出了“彩虹金属打印机”,这是一种旨在满足牙科行业需求的金属增材制造设备。 该设备目前主要用于生产医用脊柱保持架,并正在进一步开发以用于更多牙科领域,这表明dentium致力于通过增材制造推进牙科技术。
***t&r biofab
增材制造也已扩展到生物3D打印。 T&R Biofab是韩国3D生物打印技术的先驱,其颅面植入物(CFI)即将获得FDA的首次批准,这标志着该公司向全球市场扩张的重要一步,并凸显了3D生物打印在医疗应用中的巨大潜力。
4.电力设备
该行业已开始采用3D打印技术来国产化功率元件,应用高性能和难加工的材料,并优化制造工艺。 目前,3D打印技术的应用范围包括燃气轮机部件和核冷却泵部件,重点放在部件的国产化和扩大应用领域。
***doosan enerbility
Doosan Enerbility 已开发出 1,600 多种增材制造零部件,其中包括 400 种小规模生产的产品。 他们使用增材制造技术生产的自给自足的“燃气轮机燃烧室喷嘴”是一项了不起的成就。
韩华Aerospace也开始使用增材制造技术实现燃气轮机零部件的国产化。 2024年,他们启动了国家项目“镍基超耐热合金复合形状材料及零部件制造技术开发”,旨在到2024年开发用于航空航天工业的燃气轮机设备和推进发动机的镍基超耐热合金增材制造材料和国产化零部件制造技术。
此外,2024年,韩国西部电力公司成功展示了使用3D打印制造的15个零件中的10个在现场的首次应用。 在三个月的运行中,这些部件没有出现振动或泄漏等性能下降,证明了 3D 打印组件在实际应用中的可靠性。
5.国防军事
在国防和军事领域,采用增材制造的动机主要是生产已停产或难以采购的军用零件。 该技术涵盖塑料和金属材料,已被用于制造各种军事装备的零件、无人机 (u**) 部件,以及进行虚拟施工模拟。
未来的发展计划包括扩大增材制造的使用,为韩国的两栖攻击车(KA**)和其他国防硬件生产关键金属部件。 2019 年至 2021 年期间,国防部通过使用增材制造技术生产了 13,000 多个零件,节省了约 21 亿韩元的成本。
***lig nex1
LIG NEX1与Optisys签署谅解备忘录,共同设计开发金属3D打印天线,并于2024年建立了数字化制造技术合作体系。 自 2020 年以来,Lig Nexon 一直在国防部门应用金属增材制造技术,并建立了内部金属 3D 打印中心设施。
6. 消费电子信息通信技术
在韩国电子工业中,3D打印技术主要用于原型制作和备件生产。 尽管电子产品是韩国经济的重要组成部分,增材制造在这一领域具有巨大潜力,但其应用仍受到制造成本和生产效率的限制。 然而,增材制造有可能生产高端电子产品和外围设备,同时也满足未来对小批量定制产品的需求。
LG电子昌原研发中心使用3D打印技术,将模型生产时间缩短了30%,每年为LG电子冰箱研究中心节省了7亿韩元的成本。
7.服装时尚
虽然采用3D打印的主要原因是使与时尚相关的原型更容易,但一些韩国公司通过提供定制服务(如定制西装和个性化眼镜)来创收。 Breezm 利用 3D 扫描和 3D 打印技术,提供适合个人脸型、形状和肤色的定制眼镜架,展示了增材制造在消费应用中的多功能性和个性化能力。
***breezm
Breezm在韩国拥有9家门店,在过去5年中拜访了约50,000名顾客,累计销售额达150亿韩元。 基于其技术,Breezm 计划于 2024 年第一季度在曼哈顿开设一家线下商店。
8. 建筑施工
在建筑行业,增材制造已被用于提高生产效率、节约成本和实施 ESG 管理实践。 尽管韩国现行法律限制了3D打印在可居住结构中的使用,导致创收有限,但未来在建筑中的应用仍有潜力。
***bando construction
韩国领先的建筑公司坂东建设与3D打印专家Hisys合作,在韩国建筑行业推出了首个基于机器人的3D打印技术。 最近,坂东建设在大邱西台区的坂东汤博拉Centum公寓现场使用机器人打印机成功构建了成型墙结构。
9. 半导体
半导体行业的增材制造仍处于起步阶段,在充分利用该技术之前,必须解决许多技术挑战。 克服对高分辨率打印、合适材料以及新标准和认证的需求是一些挑战。 尽管存在这些挑战,但增材制造有可能通过促进更高效的设计、制造和测试流程来彻底改变行业。 该技术可以帮助半导体公司在瞬息万变的技术环境中保持竞争力。 随着技术的不断发展,它有望在塑造行业的未来方面发挥越来越重要的作用。
半导体设备制造商Wonik IPS今年早些时候在其工厂安装了EOS的AMCM M450-1kW金属机器。 此外,半导体设备零部件制造商Dongwon Parts与EOS签署了谅解备忘录,以扩大在金属3D打印技术方面的合作,用于打印半导体零件和内部安装机器。
10. 造船业
增材制造目前在韩国造船业中用于开发各种船舶部件,包括螺旋桨。 然而,由于在满足零件尺寸、重量、强度和其他特定要求方面的限制,传统增材制造技术的广泛采用具有挑战性。 尽管目前存在局限性,但使用增材制造生产大型发动机零件在行业中仍然很有前途。
2024年,现代重工、Kitech、电子通信研究所(ETRI)、蔚山信息产业振兴机构(UIPA)、DNV GL(Det Norske Veritas)、SY Metal和K-AMUG等韩国主要实体签署了基于增材制造技术的船舶螺旋桨开发和认证业务协议。
三、结语。
总体而言,韩国采用3D打印反映了其跨行业的战略和多方面方法。 从航空航天和汽车到国防、医疗、消费电子和时尚,该国正在利用增材制造实现创新、效率和定制。 虽然亚洲市场普遍面临挑战,例如谨慎的集成方法,优先考虑增材制造应用中明显的增量收益和效率,但韩国正在努力将该技术集成到传统制造中并探索新的应用。 强大的投资和支持,加上行业参与者的共同努力,正在为韩国成为全球增材制造领域的关键参与者奠定基础。