四大觀點帶你看遍我國3D打印發展趨勢

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及創客們的熱烈歡迎，并因此得以在各大行業得到普遍應用，創造了巨大的國際市場。然而，我國的3D打印行業卻難以普及開來，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、企業經營方式以及大眾的產品取向等都有著千絲萬縷的聯系。

　　盧秉恒：盡快構建產業鏈 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的數據變成一個三維的實體。

　　針對3D打印技術的國際發展情況和國內的發展程度，盧秉恒院士表示，這個技術還屬于發展的井噴期，因為它剛發展了三十年，所以創新空間非常大，我們要盡快構建產業鏈，把3D打印的產業做大做強。像美國的微軟、蘋果和亞馬遜都加入了3D打印的行業。希望我國能夠盡快建立相關技術研發的企業，匯聚一些優勢地區的優勢研究力量，吸引企業共同研發。3D打印技術是引領第三次工業革命的重要技術之一，因為它突破了結構和材料的創新，有些甚至是顛覆性的創新。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網更大。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打印技術的發展與國外仍存在一定差距，一方面是產業規模比較小，其次是產業鏈還不齊全。例如我們的激光器和光學系統都是從國外進口的，材料和品種不齊全，這些都有待攻關發展。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打印產業的突破口

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

　　世界3D打印技術產業聯盟首席執行官羅軍認為，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，與傳統制造技術不是替代關系，而是互補關系。針對國內的發展狀況，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。未來在工業領域、文化創意領域、生物醫學領域，3D打印技術還有很大的發展空間值得探索。而針對3D打印發展緩慢的情況，羅軍說，3D打印的先進性主要體現在工藝方面，是對傳統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。總體來看，3D打印技術之所以發展緩慢，關鍵在于三個方面：一是3D打印商業模式單一，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，發展3D打印這樣的新興技術必須通盤考慮，從戰略高度統籌規劃和布局：首先要從設計端入手，優化生產工藝，改進生產流程，最大限度發揮3D打印在生產制造過程中的最大優勢；其次要從材料端入手，提升打印裝備的精密度和穩定性，完善其功能；第三要從人才端入手，培養專業化人才；第四要搭建更多開放式服務平臺，深化“3D打印＋”，促進3D打印與傳統產業緊密結合。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，以提高其在工業領域的應用范圍。而傳統的制造業經歷了幾十年的發展，每個環節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打印技術在過去數年并沒有出現關鍵的技術突破。

　　黃衛東教授：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，進行二次開發和創新。3D打印因此快速在國內熱火起來，以西工大黃衛東教授創始的“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、醫療等領域提供眾多輕量化、功能化、定制化的金屬產品。“創新并不是單純的從無到有，而是應該始于問題，終于改進。在現實領域中發現問題，然后通過研究，發明更好的方式來解決，這樣的創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，黃衛東經過了近20年的研發。1995年的時候，黃衛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，找到了實現這個目標的技術原理。”

　　之后，黃衛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。”