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part3:3D打印市场争夺进入白热化 电机企业迎来新生长点

2018-03-29 13:59:24     来源:微电机世界网     作者:魏倩    

【大比特导读】3D打印为日渐萎缩的打印市场注入新鲜血液,步进电机作为3D打印的重要动力部分,也迎来了新的生长点。

•   导语

    伴随我国经济增长进入换挡期,传统制造业的发展步伐也逐渐从高速发展向中低速发展转变。3D打印技术作为高端制造,为传统制造业的转型升级提供了重要的突破口,也为日渐萎缩的打印市场注入一股新鲜血液。步进电机作为3D打印的重要动力部分,也迎来了新的生长点。

•   3D打印市场白热化

    在前两篇文章中《中国OA设备市场挂彩 生产大国却是利润弱国》《传统打印消费市场萎缩 彩机逐渐渗透市场》,我们简单提到3D打印是在传统打印市场萎缩背景下成长起来的,我国也把3D打印产业列为'中国制造2025'的发展重点,在去年出台了8项对3D打印的支持政策,涉及国家部门多达23个。

    中国增材制造产业联盟统计,2016年我国3D打印市场规模已达80亿元,2017年产业规模已突破100亿元,鉴于产业政策与财政政策的支持,2022年有望达到61.9亿美元左右。

    目前,传统OA设备巨头,例如惠普、佳能、理光、富士施乐、爱普生、柯尼卡美能达、震旦、新都等都已经进入3D打印。

    2017年11月,在日本科技巨头精工爱普生宣布将拓展3D打印业务的时候,联想、佳能、惠普、理光、富士施乐等厂商接就连推出了自家的3D打印设备,既有桌面级设备,也有工业级设备。

    其中,理光推出了首款工业级SLS(选择性激光烧结)3D打印机AMS5500;佳能也推出了第一款针对教育行业的桌面级FDM3D打印机;惠普不但推出了采用革命性多射流熔融Multijetfusion(MJF)技术的10倍速JetFusion3D打印机,而且准备进军金属和全彩3D打印两个更具潜力的领域。震旦最早进入3D打印行业,是唯一知名中国本土品牌,也是Stratasys等一线品牌的代理商。

    2018年2月6日,3D打印巨头惠普再度宣布推出全新的彩色3D打印机系列JetFusion300/500,这是3D打印行业的第一款“使制造商能够以全彩色生产工业级功能部件”的3D打印机,具有体素级控制和超快打印速度的特点。

    上海矩奉电机自动化有限公司制造部工程师丁工表示,矩奉公司主要做伺服电机的,虽然没有接触3D打印,但可以肯定的是,这个市场越来越好了,3D打印肯定是未来发展的趋势,但现在的问题是,3D打印的材料比较贵。

    群雄逐鹿,3D打印行业也渐入白热化,国内外生产商竞争激烈。2016年,3D打印行业的两起重磅并购事件,为想进入的企业敲响了警钟。第一起是OA设备生产大佬惠普公司,曾在2016年9月表示以10.5亿美元收购三星电子有限公司的打印机业务。另一起是11月30日,珠海艾派克科技公司以39亿美元的价格完成对品牌打印机及软件公司美国利盟国际100%股权的收购。这笔交易是全球打印机领域迄今为止最大交易额的海外收购,也是2016年中国企业对美国上市公司的最大一笔并购交易。

    可见,3D打印行业受到国内外的广泛关注,但目前国内从事3D打印技术研发的科研机构和企业“小而零散,各自为战”,3D打印的产业整体缺乏创新力,而且研发集中在设备上,材料和软件却跟上形成配套。富士施乐和艾派克曾先后提出,今后的目标是成为打印机解决方案提供商,而不是单纯的卖硬件。

    但同发达国家相比,我国3D打印产业存在问题严重,专用材料质量稳定性能低、打印装备安全性能和打印精度低、核心器件的国产化率低、软件自主化率比较低等问题,不仅无法完全满足工业领域批量化、规模化的应用需求,也限制了该技术普及应用。

•   步进电机新生长点

    3D打印作为新兴产业,也是电机企业新的生长点。一般3D打印上用的电机都是步进电机,一台打印机至少有四个3D打印机电机,全球每年打印设备出货量超过1亿台,保守估量每年用在3D打印机的电机就多达4亿多台。

    惠普公司HP Jet Fusion 3D解决方案副总裁兼经理Ramon Pastor指出,目前全球制造业总值约为12兆美元,3D打印目前仅占其中极少数,但在技术不断突破的态势下,他乐观估计 2019年市场将翻倍至100亿美元,在2021年更将达到180亿美元。

    同传统打印机不同,3D打印机对电机的要求较高,除了要考虑到环境和功率之外,还要考虑到转速、启动、调速、机械特性和安装等要求。一般由三个电机控制3D打印机的X轴Y轴Z轴和喷头,其中电机在三轴里面是负责移动定位,所以电机的质量直接关系到打印质量。如果电机的精度稍差就会造成喷头喷出的原料过多或过少,那么就会造成不好的打印结果。

    在接受《微电机世界网》记者采访时,某电机公司工程师表示,在3D打印市场,到底是用伺服电机还是步进电机一直都有争议。因为伺服电机使用闭环定位,遇到失步或是多走步的情况是会进行纠正的,所以它的细分倍数要高得多,和步进电机也就这一点区别,但要注意的是精度也并非是越高越好,要看使用情况。而且,但伺服电机成本就高了很多,这是很多厂家最看重的。

    福州展旭电子有限公司研发部副总蔡志民说:“现在的3D打印用的都是步进电机,伺服电机跟步进电机不一样,伺服电机不适合3D打印设备。3D打印做的东西很精细化,打印出来的产品是非常精细的,那就需要很好的控制脉冲,一个脉冲走多少个,这都要通过步进电机来控制,伺服电机是做不到的。伺服电机不能控制它的角度和高度,就比如我在打印过程中,想要电机转个20度,这伺服电机是做不到的。步进电机可以通过一个脉冲一个脉冲,让它停让它走,走多少圈,走多少角度,是可以通过软件来控制它的,伺服电机是不能做到这点。”

    “我们公司生产的步进电机用在3D打印、银行取款机之类的设备上。但目前3D打印还处于发展期,更多的定位是家庭娱乐,高端一点的都用伺服电机。因为步进电机有一个问题,就是低速震动、抖动,然后它的速度也不是很快。”杭州迷格电机有限公司3D打印技术部工程师吴工补充道。

    深圳市新力川电气有限公司技术部工程师孙工称,现在市场普遍都是用步进电机,伺服电机适用并不单单是因为价格高,如果他用的是进口的伺服电机,那肯定是能够满足要求,但是价格偏高,国产的基本满足不了要求性能要求,只能用步进电机。伺服电机的精度是比较高,但是国产的伺服电机技术更不上,打印的产品主要针对较为便宜的产品,所以目前用步进比较好一点,价格也比较低一点。

    从采访的多家从事电机行业的工程师朋友处可知,目前为止,步进电机仍然是3D打印最合适的电机,而这项视为新世代制造的革命技术也成为电机企业新的生长点。

    权威数据公布,2017~2022年,我国步进电机制造行业市场规模将保持7~13%左右的年增长速度,其中,工业自动化领域,年均增速将维持在20%以上;办公自动领域,保持在0~10%之间;打印设备制造领域,保持在6~10%的水平。

    鸣志电器是全球步进电机的主要生产商,深耕十余载,打破日企在步进电机领域的长期垄断。2016年公司HB步进电机产量达1004万台,居国内首位,在全球市场份额中排名第四。其步进电机首先在计算机外设、OA设备等领域应用,目前该领域占步进电机出货量的70%左右。

    为了更进一步提升公司步进电机的业务规模,鸣志电器于2018 年2月13日宣布以44,290万元收购经营步进业务十几年的运控电子的 99.5345%股权,未来步进电机新增产能项目的报酬率将达11.5%。

    控制芯片是电机的大脑,决定电机运作是否顺畅。2017年11月,意法半导体推出适用于步进电机的STSPIN820 IC,利用其高速输入和精确的微步算法,这款芯片可以让电机转子旋转很小的度数,使3D打印头的移动速度高于500mm/s。

电机

    意法半导体工业和功率转换产品部总经理Domenico Arrigo表示,STSPIN820可帮助精密自动化控制领域的创新者不断改进产品,此外,高精度、小尺寸和低功耗还可帮助其它设备厂商简化高精度电机控制设计,例如,纺织机、缝纫机、安全监控设备、点钞机、办公自动化、家庭自动化、销售终端设备(POS)。”

    作为全球制造业执牛耳企业—西门子,自然也不会错过这个市场,在2017年计划与国内3D打印公司合作开发3D打印设备,帮助国内金属与专业级设备制造商改进技术,为市场提供更为高效、可靠的设备。

    吴工总结道:“步进电机市场空间很大,因为现在加上闭环的话,有很多可能去取代其他的电机,而且它整套的价格,比伺服电机的低很多很多,所以空间是有的,目前很多电机厂步进电机的销量都有在增加,像上海鸣志电器、杭州运控,这两家一天都可以做几万台出来。运控一天可以做几万台,鸣志电器一天可以做四到五万台,所以空间是有的。”

    微电机是办公自动化必不可少的关键基础机电组,但面对激烈的竞争态势,这些3D打印机生产企业开始在零部件方面缩减成本,作为3D打印机的骨干器件,降低步进电机的成本也成为企业降低成本的必要环节。此前东方电气集团东方电机有限公司将物模型改为激光金属3D打印技术制作,大大缩短周期,降低了成本,就受到行业人士关注。

微电机
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