四大觀點(diǎn)帶你看遍我國3D打印發(fā)展趨勢

作為一項(xiàng)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(yīng)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(jié)構(gòu)、企業(yè)經(jīng)營方式以及大眾的產(chǎn)品取向等都有著千絲萬縷的聯(lián)系。

　　盧秉恒：盡快構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈 將3D打印做大做強(qiáng)

　　盧秉恒院士是中國機(jī)械制造與自動化領(lǐng)域著名科學(xué)家，中國工程院院士，西安交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)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(shí)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(gè)打印的流程是一個(gè)做加法的過程。3D打印做單件和做批量的產(chǎn)品成本幾乎是一樣的，所以它不需要事先做好生產(chǎn)準(zhǔn)備，也不需要做卡具、做工具、選擇機(jī)床和編制程序，它自動就可以將CAD的數(shù)據(jù)變成一個(gè)三維的實(shí)體。

　　針對3D打印技術(shù)的國際發(fā)展情況和國內(nèi)的發(fā)展程度，盧秉恒院士表示，這個(gè)技術(shù)還屬于發(fā)展的井噴期，因?yàn)樗鼊偘l(fā)展了三十年，所以創(chuàng)新空間非常大，我們要盡快構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，把3D打印的產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。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(guān)技術(shù)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(shù)是引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的重要技術(shù)之一，因?yàn)樗黄屏私Y(jié)構(gòu)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(lǐng)域都有應(yīng)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(shù)不僅可以打印機(jī)器零件，還可以做活體“零件”制造自己的內(nèi)臟。

　　盧秉恒院士強(qiáng)調(diào)，我們在嘗試用3D打印技術(shù)“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(shù)，我們還可以做一些個(gè)性化的假肢修復(fù)，按照不同位置的承載、人的痛感程度來進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是簡單的把幾何模型用石膏做出來，使手術(shù)更精準(zhǔn)。盧院士還表示，目前中國3D打印技術(shù)的發(fā)展與國外仍存在一定差距，一方面是產(chǎn)業(yè)規(guī)模比較小，其次是產(chǎn)業(yè)鏈還不齊全。例如我們的激光器和光學(xué)系統(tǒng)都是從國外進(jìn)口的，材料和品種不齊全，這些都有待攻關(guān)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(chǎn)業(yè)的突破口

　　經(jīng)過幾年發(fā)展，3D打印在中國已有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，但整體行業(yè)發(fā)展仍然緩慢，與國際先進(jìn)水平差距較大。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，中國3D打印業(yè)要尋求突破，必須從應(yīng)用入手，才有望在未來的全球發(fā)展中占得先機(jī)。

　　世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍認(rèn)為，3D打印是一項(xiàng)先進(jìn)的制造技術(shù)，但不是一項(xiàng)替代性很強(qiáng)的技術(shù)，它主要解決個(gè)性化、小批量、復(fù)雜的制造難題，與傳統(tǒng)制造技術(shù)不是替代關(guān)系，而是互補(bǔ)關(guān)系。針對國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，羅軍表示目前中國對3D打印的應(yīng)用還停留在科普階段，主要打印模型和一些簡單的產(chǎn)品。未來在工業(yè)領(lǐng)域、文化創(chuàng)意領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)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(jìn)性主要體現(xiàn)在工藝方面，是對傳統(tǒng)增材制造技術(shù)的一次全新顛覆，但在批量化方面明顯存在短板。總體來看，3D打印技術(shù)之所以發(fā)展緩慢，關(guān)鍵在于三個(gè)方面：一是3D打印商業(yè)模式單一，不購買設(shè)備就不能分享這項(xiàng)技術(shù)造成很多用戶持續(xù)觀望；二是人才嚴(yán)重短缺，真正了解乃至應(yīng)用3D打印技術(shù)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(jià)格較高。

　　羅軍說，發(fā)展3D打印這樣的新興技術(shù)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(shè)計(jì)端入手，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，改進(jìn)生產(chǎn)流程，最大限度發(fā)揮3D打印在生產(chǎn)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(wù)平臺，深化“3D打印＋”，促進(jìn)3D打印與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合。唯有此，3D打印技術(shù)才可能盡快走出應(yīng)用市場的最后一公里，這需要政府有關(guān)部門出臺相關(guān)扶持政策，鼓勵(lì)原始創(chuàng)新，鼓勵(lì)用戶與3D打印服務(wù)平臺結(jié)合。

　　中國工程院院士：3D打印亟需完善制造標(biāo)準(zhǔn)

　　在6月1日舉行的第四屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會上，中國工程院院士徐志磊表示，3D打印技術(shù)目前亟需建立制造標(biāo)準(zhǔn)，以提高其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。而傳統(tǒng)的制造業(yè)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，每個(gè)環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)間來慢慢適應(yīng)我國市場，并逐漸完善各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。3D打印產(chǎn)品的形狀較為復(fù)雜，在質(zhì)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(zhì)量保證體系。

　　在大會期間，劍橋大學(xué)教授Bill O’Neill表示，盡管3D打印技術(shù)已經(jīng)有二十多年的歷史，但是在應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)展仍然十分有限。他認(rèn)為，部分原因在于3D打印技術(shù)在過去數(shù)年并沒有出現(xiàn)關(guān)鍵的技術(shù)突破。

　　黃衛(wèi)東教授：多角度剖析“金屬3D打印”

　　如今，新技術(shù)領(lǐng)域一旦火爆，往往會吸引很多科技人才跟進(jìn)，進(jìn)行二次開發(fā)和創(chuàng)新。3D打印因此快速在國內(nèi)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(xiàng)新型的增材制造工藝，不僅解決了傳統(tǒng)工藝對于復(fù)雜形狀的產(chǎn)品的“一體化制造”難題，也讓3D打印制造出來的產(chǎn)品質(zhì)量和耐用性更好。目前，已為航空、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域提供眾多輕量化、功能化、定制化的金屬產(chǎn)品。“創(chuàng)新并不是單純的從無到有，而是應(yīng)該始于問題，終于改進(jìn)。在現(xiàn)實(shí)領(lǐng)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(shí)際應(yīng)用中。”

　　在“金屬3D打印”出世之前，黃衛(wèi)東經(jīng)過了近20年的研發(fā)。1995年的時(shí)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(shù)（3D打印技術(shù)的前身），它能夠自由成型復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。當(dāng)時(shí)，材料技術(shù)還并不是很好，3D打印只能制作一些研究模型，而實(shí)際應(yīng)用性能比較差。由于注意到這個(gè)技術(shù)成型原理的優(yōu)勢，結(jié)合自身的工作，黃教授首先提出了“兼顧復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高性能的金屬零件制造技術(shù)”的概念。“這就是始于問題。”黃衛(wèi)東表示，當(dāng)時(shí)還沒有形成3D打印領(lǐng)域，“金屬3D打印”更完全是一個(gè)新概念。“因此，很多人覺得不切實(shí)際。但我通過深入分析，找到了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的技術(shù)原理。”

　　之后，黃衛(wèi)東團(tuán)隊(duì)通過不斷的理論和實(shí)驗(yàn)研究，最終形成了成熟的“金屬3D打印”技術(shù)。“理論是很重要的，這相當(dāng)于你看得到目的地，只是在開辟到達(dá)的路徑。如果沒有清晰理論的支持，盲目實(shí)驗(yàn)不僅效率低，還不見得能達(dá)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(lǐng)域的問題比較了解。“航空、航天設(shè)備的零件往往都是非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)技術(shù)一般是將其拆分成簡單結(jié)構(gòu)制造，然后通過焊接或螺栓進(jìn)行組裝。”黃衛(wèi)東說，航空、航天制造的一大需求就是設(shè)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(jìn)。”