四大觀點帶你看遍我國3D打印發(fā)展趨勢

作為一項新興的高科技，3D打印在全球市場可謂“吃盡了甜頭”。不僅受到各國政府以及大型企業(yè)及創(chuàng)客們的熱烈歡迎，并因此得以在各大行業(yè)得到普遍應用，創(chuàng)造了巨大的國際市場。然而，我國的3D打印行業(yè)卻難以普及開來，這其中不僅是由于國家政策的不完善，而且與我國市場結構、企業(yè)經營方式以及大眾的產品取向等都有著千絲萬縷的聯(lián)系。

　　盧秉恒：盡快構建產業(yè)鏈 將3D打印做大做強

　　盧秉恒院士是中國機械制造與自動化領域著名科學家，中國工程院院士，西安交通大學教授、博士生導師，快速制造國家工程研究中心主任。據(jù)盧秉恒教授介紹，3D打印實際上是把三維的物體按照比例縮小，然后把它一層一層打印，再疊加起來，這個打印的流程是一個做加法的過程。3D打印做單件和做批量的產品成本幾乎是一樣的，所以它不需要事先做好生產準備，也不需要做卡具、做工具、選擇機床和編制程序，它自動就可以將CAD的數(shù)據(jù)變成一個三維的實體。

　　針對3D打印技術的國際發(fā)展情況和國內的發(fā)展程度，盧秉恒院士表示，這個技術還屬于發(fā)展的井噴期，因為它剛發(fā)展了三十年，所以創(chuàng)新空間非常大，我們要盡快構建產業(yè)鏈，把3D打印的產業(yè)做大做強。像美國的微軟、蘋果和亞馬遜都加入了3D打印的行業(yè)。希望我國能夠盡快建立相關技術研發(fā)的企業(yè)，匯聚一些優(yōu)勢地區(qū)的優(yōu)勢研究力量，吸引企業(yè)共同研發(fā)。3D打印技術是引領第三次工業(yè)革命的重要技術之一，因為它突破了結構和材料的創(chuàng)新，有些甚至是顛覆性的創(chuàng)新。目前，3D打印在很多領域都有應用，而未來3D打印帶來的變化將比互聯(lián)網(wǎng)更大。我們可以想象未來3D打印技術不僅可以打印機器零件，還可以做活體“零件”制造自己的內臟。

　　盧秉恒院士強調，我們在嘗試用3D打印技術“打印”出自己的活體器官而不是金屬材料替代物。我國在這方面的研究比國外早了十二年。另外，利用3D打印技術，我們還可以做一些個性化的假肢修復，按照不同位置的承載、人的痛感程度來進行設計，而不是簡單的把幾何模型用石膏做出來，使手術更精準。盧院士還表示，目前中國3D打印技術的發(fā)展與國外仍存在一定差距，一方面是產業(yè)規(guī)模比較小，其次是產業(yè)鏈還不齊全。例如我們的激光器和光學系統(tǒng)都是從國外進口的，材料和品種不齊全，這些都有待攻關發(fā)展。不過我們相信在國家的大力支持下，這些難題一定會解決的。

　　專家解密3D打印產業(yè)的突破口

　　經過幾年發(fā)展，3D打印在中國已有一定產業(yè)基礎，但整體行業(yè)發(fā)展仍然緩慢，與國際先進水平差距較大。業(yè)內專家認為，中國3D打印業(yè)要尋求突破，必須從應用入手，才有望在未來的全球發(fā)展中占得先機。

　　世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍認為，3D打印是一項先進的制造技術，但不是一項替代性很強的技術，它主要解決個性化、小批量、復雜的制造難題，與傳統(tǒng)制造技術不是替代關系，而是互補關系。針對國內的發(fā)展狀況，羅軍表示目前中國對3D打印的應用還停留在科普階段，主要打印模型和一些簡單的產品。未來在工業(yè)領域、文化創(chuàng)意領域、生物醫(yī)學領域，3D打印技術還有很大的發(fā)展空間值得探索。而針對3D打印發(fā)展緩慢的情況，羅軍說，3D打印的先進性主要體現(xiàn)在工藝方面，是對傳統(tǒng)增材制造技術的一次全新顛覆，但在批量化方面明顯存在短板?？傮w來看，3D打印技術之所以發(fā)展緩慢，關鍵在于三個方面：一是3D打印商業(yè)模式單一，不購買設備就不能分享這項技術造成很多用戶持續(xù)觀望；二是人才嚴重短缺，真正了解乃至應用3D打印技術的專業(yè)人才非常稀缺；三是3D打印所需的原材料供給較少，價格較高。

　　羅軍說，發(fā)展3D打印這樣的新興技術必須通盤考慮，從戰(zhàn)略高度統(tǒng)籌規(guī)劃和布局：首先要從設計端入手，優(yōu)化生產工藝，改進生產流程，最大限度發(fā)揮3D打印在生產制造過程中的最大優(yōu)勢；其次要從材料端入手，提升打印裝備的精密度和穩(wěn)定性，完善其功能；第三要從人才端入手，培養(yǎng)專業(yè)化人才；第四要搭建更多開放式服務平臺，深化“3D打?。?rdquo;，促進3D打印與傳統(tǒng)產業(yè)緊密結合。唯有此，3D打印技術才可能盡快走出應用市場的最后一公里，這需要政府有關部門出臺相關扶持政策，鼓勵原始創(chuàng)新，鼓勵用戶與3D打印服務平臺結合。

　　中國工程院院士：3D打印亟需完善制造標準

　　在6月1日舉行的第四屆世界3D打印技術產業(yè)大會上，中國工程院院士徐志磊表示，3D打印技術目前亟需建立制造標準，以提高其在工業(yè)領域的應用范圍。而傳統(tǒng)的制造業(yè)經歷了幾十年的發(fā)展，每個環(huán)節(jié)都有相應的檢驗標準，但3D打印在此方面則并不完備，還欠缺許多東西，也需要更多的時間來慢慢適應我國市場，并逐漸完善各項標準。3D打印產品的形狀較為復雜，在質量檢測方面存在一定難度，這也決定了它更需要研究一整套完備的質量保證體系。

　　在大會期間，劍橋大學教授Bill O’Neill表示，盡管3D打印技術已經有二十多年的歷史，但是在應用領域的進展仍然十分有限。他認為，部分原因在于3D打印技術在過去數(shù)年并沒有出現(xiàn)關鍵的技術突破。

　　黃衛(wèi)東教授：多角度剖析“金屬3D打印”

　　如今，新技術領域一旦火爆，往往會吸引很多科技人才跟進，進行二次開發(fā)和創(chuàng)新。3D打印因此快速在國內熱火起來，以西工大黃衛(wèi)東教授創(chuàng)始的“金屬3D打印”為代表的各項新型的增材制造工藝，不僅解決了傳統(tǒng)工藝對于復雜形狀的產品的“一體化制造”難題，也讓3D打印制造出來的產品質量和耐用性更好。目前，已為航空、航天、醫(yī)療等領域提供眾多輕量化、功能化、定制化的金屬產品。“創(chuàng)新并不是單純的從無到有，而是應該始于問題，終于改進。在現(xiàn)實領域中發(fā)現(xiàn)問題，然后通過研究，發(fā)明更好的方式來解決，這樣的創(chuàng)新往往能夠更好地投入到實際應用中。”

　　在“金屬3D打印”出世之前，黃衛(wèi)東經過了近20年的研發(fā)。1995年的時候，黃衛(wèi)東教授就開始了激光熔覆方面的研究。后來，接觸到快速成型技術（3D打印技術的前身），它能夠自由成型復雜的結構。當時，材料技術還并不是很好，3D打印只能制作一些研究模型，而實際應用性能比較差。由于注意到這個技術成型原理的優(yōu)勢，結合自身的工作，黃教授首先提出了“兼顧復雜結構和高性能的金屬零件制造技術”的概念。“這就是始于問題。”黃衛(wèi)東表示，當時還沒有形成3D打印領域，“金屬3D打印”更完全是一個新概念。“因此，很多人覺得不切實際。但我通過深入分析，找到了實現(xiàn)這個目標的技術原理。”

　　之后，黃衛(wèi)東團隊通過不斷的理論和實驗研究，最終形成了成熟的“金屬3D打印”技術。“理論是很重要的，這相當于你看得到目的地，只是在開辟到達的路徑。如果沒有清晰理論的支持，盲目實驗不僅效率低，還不見得能達到目的。”由于自身工作的情況，黃衛(wèi)東對于航空、航天制造領域的問題比較了解。“航空、航天設備的零件往往都是非常復雜的結構，傳統(tǒng)技術一般是將其拆分成簡單結構制造，然后通過焊接或螺栓進行組裝。”黃衛(wèi)東說，航空、航天制造的一大需求就是設備的減重，“由于組裝，在拼接處肯定會需要加固，這就增加了重量。而且，無論用什么方式組裝，肯定不如一體化制造的性能可靠。這就是終于改進。”