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掌上紙引未來
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與國外存在多方面差距
中科院寧波先進制造技術(shù)研究所副所長張文武認為，我國3D打印與國際先進水平存在多方面的差距。首先是原材料受限嚴重，眾多重要金屬粉體依賴進口，國產(chǎn)粉體質(zhì)量有待提高。由于受到廣泛重視，國內(nèi)眾多研究機構(gòu)大力參與，目前粉體制造的水平在快速提高。其次是國產(chǎn)的激光及激光掃描振鏡等運動系統(tǒng)核心元器件質(zhì)量偏低，高端市場基本被國外壟斷。隨著大量海外人才的回歸，這方面有所改觀，但近期內(nèi)仍然是國外占主導(dǎo)。再次，國內(nèi)開發(fā)出了一系列3D打印軟件系統(tǒng)，但與國際知名公司相比，軟件的完整性和實用性存在差距。最后，雖然國內(nèi)3D打印與國外起步時間相當，但原創(chuàng)性工藝幾乎被國外壟斷，中國技術(shù)出口面臨知識產(chǎn)權(quán)危機。
談及目前中國3D及全球打印產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，賽迪智庫裝備工業(yè)研究所所長左世全坦言，一方面，中國各地積極布局3D產(chǎn)業(yè)，越來越多的企業(yè)進入3D打印領(lǐng)域，已經(jīng)開始呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)過剩、同質(zhì)化的趨勢。而且各地的3D打印產(chǎn)業(yè)園、3D打印企業(yè)主要集中在低端市場，做組裝工作，核心關(guān)鍵零部件主要依靠進口，缺乏對基礎(chǔ)材料的研究。另一方面，全球的3D打印巨頭都在不斷尋求新升級方向，希望進一步搶占高端話語權(quán)。
向多維仿生制造演進
目前，中國3D打印產(chǎn)業(yè)與國外尚存在差距，而國外產(chǎn)業(yè)巨頭和研究機構(gòu)又在各個技術(shù)制高點上進行新的探索，不斷升級。在這樣的背景下，國內(nèi)企業(yè)如果不加緊在關(guān)鍵點上進行布局，未來的差距有可能被進一步拉大。
從全球?qū)Ω叨艘约岸嘣?D打印技術(shù)的升級與探索方向來看，出現(xiàn)了以下的趨勢，值得關(guān)注。
一是生物3D打印加速產(chǎn)業(yè)化。清華大學(xué)生物制造中心教授徐弢坦言，生物3D打印技術(shù)以其特有的高精度、對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的強大成型能力、快速節(jié)能等優(yōu)勢，成為解決組織及器官移植短缺的最有效的方式。從技術(shù)上看，生物3D打印以細胞、生長因子等組成人體組織和器官基本要素為加工對象，天然地與幾乎所有醫(yī)療產(chǎn)業(yè)高度關(guān)聯(lián)，其在醫(yī)療領(lǐng)域的衍生及滲透性可比擬信息技術(shù)在各個行業(yè)的重要作用，有廣闊的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。
二是從3D向4D打印方向推進。張文武坦言，目前的3D打印技術(shù)一般只打印三維幾何形體，很少涉及自感知、自報警、自修復(fù)、自愈合等超越三維的智能嵌入。國際上新出現(xiàn)的“4D打印”是超越三維打印技術(shù)的一個前奏。
張文武認為，人類的制造技術(shù)一直在向大自然學(xué)習(xí)，3D打印是多維仿生制造的初級階段。4D打印引入時間域的形體和功能變化。相對生物體，人類的制作技術(shù)還只是孩童階段。生命可以自然生滅發(fā)展演化，人類的制造品未來將進一步與高級仿生看齊。高端機器人、智能技術(shù)、智能制造技術(shù)將融合。因此，3D形狀只是制造技術(shù)的當前發(fā)展熱點，長遠的趨勢必定是“多維仿生制造”，仿生則不僅僅是生物打印、活體打印，而是智能的嵌入和演化。
加速布局推動產(chǎn)業(yè)突破
徐弢認為，應(yīng)該在以下幾個維度進行布局，以推動中國3D打印的產(chǎn)業(yè)突破。在學(xué)術(shù)思想上，從三維到“多維仿生”，3D幾何加智能感知、修復(fù)、執(zhí)行等;從增材到“增益”，以提升功能及功能密度為優(yōu)化目標。在技術(shù)創(chuàng)新上，大力扶持高端原創(chuàng)性技術(shù)、國產(chǎn)化關(guān)鍵核心元器件、高端材料研究;追求理想工程解，全局優(yōu)化工藝、設(shè)計、生產(chǎn)形式。在架構(gòu)與體制設(shè)計上，充分結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、制造網(wǎng)、服務(wù)網(wǎng)，政、產(chǎn)、學(xué)、研、媒、用、金、法八方聯(lián)合，建立國家級創(chuàng)新聯(lián)盟、創(chuàng)新設(shè)計智庫。
中國航空工業(yè)信息中心首席專家寧振波表示，一是要以應(yīng)用為導(dǎo)向來驅(qū)動3D打印技術(shù)的發(fā)展，二是要注重材料等3D打印的基礎(chǔ)。要從軟件、服務(wù)模式、應(yīng)用與生態(tài)鏈等多維度來推動中國3D打印的發(fā)展。
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