近日星茶，中國科學(xué)院科研人員在瑞士利用歐洲失重飛機长尼，成功完成了微重力環(huán)境下陶瓷材料立體光刻成形技術(shù)試驗赃慰，為我國空間站荐多、深空探索等任務(wù)中實現(xiàn)“太空3D打印”拓寬了技術(shù)路線。這是團隊成員完成飛行任務(wù)后合影留念纪尊。

北京三帝科技股份有限公司旗下北京隆源成型自主研發(fā)的激光金屬鋪粉3D打印機候殿。

大批傳統(tǒng)制造企業(yè)紛紛進入3D打印領(lǐng)域——3D打印從概念走向應(yīng)用

英國紐卡斯爾大學(xué)近日宣布，研究人員通過干細胞中提取研發(fā)的“生物墨水”献雅，利用3D打印技術(shù)打印出了世界首個人工角膜碉考。無獨有偶，荷蘭埃因霍溫市也宣稱惩琉，正著手運用3D打印技術(shù)建造5棟混凝土房屋豆励，建成后將成為全球首批可正式用于居住的3D打印房屋——3D打印再次迎來發(fā)展的春天

“隨著HP（惠普）、GE（美國通用電氣）瞒渠、西門子良蒸、霍尼韋爾等一大批傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)進入3D打印領(lǐng)域，未來幾年伍玖，3D打印的優(yōu)勢將集中爆發(fā)嫩痰。不過剿吻，表面的喧囂并不能掩蓋我國缺乏核心技術(shù)、核心產(chǎn)品串纺、核心服務(wù)的事實丽旅。”中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長羅軍表示纺棺。

速度和成本是關(guān)鍵

3D打印是否具有持久的生命力主要取決于兩方面榄笙，一是成型速度，二是成本助苫。今后晶聂，批量化制造將成為3D打印發(fā)展的新趨勢。專家表示条馍，“沒有速度就沒有生命力”

3D打佣セ小（增材制造技術(shù)），是CAD(計算機輔助設(shè)計)模型直接驅(qū)動的寓鳄、可以完成任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造方法總稱蔼处。“以前談3D打印跛孕，那是陽春白雪铭能，是生產(chǎn)系統(tǒng)的配角『踅校”“中國3D打印第一人”欧陋、清華大學(xué)教授顏永年說，3D打印發(fā)展到今天语但，已經(jīng)慢慢介入到傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域邪蛔。

這與華中科技大學(xué)教授張海鷗的看法不謀而合≡“3D打印侧到，現(xiàn)如今已不再是單純的打印模型和樣件，更多是直接制造功能性產(chǎn)品淤击，它必將與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)展開激烈競爭匠抗，并帶來新的產(chǎn)業(yè)革命∥厶В”張海鷗表示汞贸。

現(xiàn)實的確令人振奮。以我國C919大型客機機頭工程樣件研制所需的鈦合金主風(fēng)擋窗框為例印机，如果從歐洲訂購至少需要兩年才能拿到零件矢腻，而4個框，每個框的鍛造模具費需要50萬美元。采用3D打印技術(shù)后多柑，從制造零件到裝上飛機奶是，北京航空航天大學(xué)王華明團隊僅用了55天，并且零件費用還不到模具費的五分之一平俘。

憑借著對原材料靈活疊加利用的優(yōu)勢宋泊，3D打印被《經(jīng)濟學(xué)人》多次推上封面，并被寄予“掀起第三次工業(yè)革命”的重任猴豁。有學(xué)者認為湃改，它將從源頭顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)。對此洲芥，顏永年并不贊同亚滑，“3D打印不會取代傳統(tǒng)的技術(shù)，而是一種結(jié)合昌嘶，是對傳統(tǒng)行業(yè)傳統(tǒng)技術(shù)的提升”。

天下武功唯快不破晨丸。顏永年表示诱榴，3D打印是否具有持久的生命力主要取決于兩方面：一是成型速度，二是成本云卤。今后备则，批量化制造將成為3D打印發(fā)展的新趨勢。如果幾十個小時甚至幾天才能打印一個零件城也，那么3D打印也就僅能用于科研隐锭。“因為沒有速度就沒有生命力计贰，誰會要慢吞吞的東西钦睡？”顏永年說。

當然躁倒，降低成本也是3D打印亟待解決的另一道難題荞怒。“比如現(xiàn)在采用的材料中秧秉，合金粉末比鋼材還貴褐桌，這導(dǎo)致其成本比傳統(tǒng)制造業(yè)還高，那就沒有競爭力象迎∮叮”顏永年說。

應(yīng)用是發(fā)展動力

人們對于3D打印的認識已經(jīng)從概念階段向應(yīng)用階段轉(zhuǎn)變砾淌。未來啦撮，3D打印的發(fā)展趨勢是速度更快、精度更高、成本更低漱屁、應(yīng)用更廣狈报、操作更簡便

當3D打印技術(shù)走出實驗室，該何去何從茧津？應(yīng)用溺剖，這是業(yè)界給出的答案∮耄“3D打印的主體市場是航空航天鳖进，這是一個永不衰敗的市場，放棄了它就意味著沒有抓住重點奴万】罚”顏永年說。

GE航空集團非常著名的Leap發(fā)動機配套燃油噴嘴个荔，便是3D打印應(yīng)用的一個典型案例杂虐。這一燃油噴嘴利用3D打印技術(shù)加工制作，把20個零部件整合為一個部件易贿，設(shè)計之后重量降低了25%意沸，耐用性增加了5倍，燃油效率提高了百分之十幾烦租。

不僅是航空航天延赌，大型結(jié)構(gòu)件和精密件制造等方面，也存在大量3D打印需求叉橱。顏永年表示挫以，3D打印“所見即所得”的特性，非常適用于制造微米級—毫米級的內(nèi)流道復(fù)雜結(jié)構(gòu)窃祝，這種內(nèi)流道采用傳統(tǒng)加工方式是做不出來的掐松。

而對于生物制造，這一3D打印最前沿的領(lǐng)域锌杀，顏永年認為甩栈，基于3D打印技術(shù)的細胞三維受控組裝工藝，是生物制造中最為核心的技術(shù)糕再，其目標為具有新陳代謝特征生命體的成形和制造量没。前不久，國內(nèi)科學(xué)家們就使用3D打印技術(shù)構(gòu)建生物支架突想，通過取用孩子耳朵上的軟骨細胞殴蹄，為5名天生具有耳朵缺陷的小孩安裝了新的耳朵。

“3D打印是一項基礎(chǔ)技術(shù)侄侨，與其他技術(shù)融合發(fā)展后兄哮，可以在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用肚微。”羅軍認為参匀，人們對于3D打印的認識已經(jīng)從概念階段向應(yīng)用階段轉(zhuǎn)變旭眼，這說明3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展指日可待。未來昭仓，3D打印的發(fā)展趨勢是速度更快料害、精度更高、成本更低凯辆、應(yīng)用更廣掸栋、操作更簡便，其發(fā)展方向是終端產(chǎn)品生產(chǎn)宜裂、智能化浑季、批量化等。

自主是努力方向

從技術(shù)工藝掀哎、材料俩莽、軟件、應(yīng)用等幾個指標來看洒沦，我國3D打印整體上與國際的差距還非常明顯豹绪。要想發(fā)展壯大，3D打印設(shè)備的核心零部件國產(chǎn)化率必須提高

作為一項前沿申眼、顛覆性技術(shù)，3D打印近年來大放異彩蝉衣，不少國家紛紛布局并將其上升為國家戰(zhàn)略括尸。這源于樂觀的前景。根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）的最新展望報告病毡，全球3D打印技術(shù)相關(guān)支出在2018年預(yù)計達到120億美元濒翻，到2021年，全球3D打印行業(yè)支出有望達到200億美元啦膜，5年復(fù)合增長率達到20.5%有送。

理想很美好，現(xiàn)實卻有點骨感僧家∪刚“目前，從技術(shù)工藝侦演、材料编喊、軟件、應(yīng)用等幾個指標來看左撤，我國3D打印整體上與國際的差距還非常明顯潭均。”羅軍拿應(yīng)用這一指標舉例，美國占比接近一半号找，主要集中在軍工領(lǐng)域房幌；歐洲占比約為四成，主要集中在民用領(lǐng)域泥碳；我國占比不到一成膜护。

究其原因，羅軍分析弥铸，一是成本偏高骇幽，二是認識不夠，三是部分打印機的穩(wěn)定性脸候、精度穷娱、產(chǎn)品強度不能滿足生產(chǎn)要求≡寺伲“盡管目前應(yīng)用在3D打印領(lǐng)域的材料已達1000多種泵额，但是與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，還遠遠不夠携添。尤其部分尼龍材料嫁盲、陶瓷材料、光敏樹脂材料和鈦合金等冶金粉末材料基本依賴進口烈掠，這嚴重影響了我國3D打印產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展羞秤。”羅軍說左敌。

在顏永年看來瘾蛋，中國3D打印發(fā)展壯大，打印設(shè)備的核心零部件國產(chǎn)化率還需提高矫限〔负撸“雖然沒有必要所有零部件全都自己造，但若完全依賴進口叼风，缺少相應(yīng)配套能力虽柜，這是一件危險的事情⊥冢”他以激光振鏡舉例财偶，我國進口一臺設(shè)備需要30多萬美元，而且需要提前付全款干蒸，半年后才能交貨窥书。

差距不可小覷，但也并非完全不可逾越讥蚯。近年來科技部偷被、工業(yè)和信息化部先后出臺相關(guān)政策刮盗，對3D打印發(fā)展給予了很多政策支持。其中逝遣，由顏永年領(lǐng)銜創(chuàng)辦的永年激光科技有限公司书县，設(shè)計出LCD系統(tǒng)集成，首次提出將激光選區(qū)熔化耽盛、激光熔覆LCD設(shè)備和大功率激光器叉屠、大數(shù)據(jù)、工業(yè)機器人等集成在同一平臺上實現(xiàn)“互聯(lián)互通”忿檩。據(jù)悉尉尾，這一設(shè)計采用先進數(shù)控系統(tǒng)，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平燥透。

未來沙咏，中國3D打印將何去何從？羅軍建議從3個方面入手：一是政府積極扶持班套，鼓勵企業(yè)搭建更多開放式應(yīng)用服務(wù)平臺肢藐，促進3D打印與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合。二是鼓勵企業(yè)與國際頂尖的科研機構(gòu)開展國際合作吱韭，創(chuàng)建國際化研發(fā)中心吆豹、聯(lián)合實驗室、研究院理盆。三是鼓勵科研院校痘煤、職業(yè)院校深化校企合作，開設(shè)3D打印學(xué)院（專業(yè)）猿规，培養(yǎng)更多3D打印應(yīng)用型人才速勇。“國內(nèi)3D打印行業(yè)還需進一步抱團發(fā)展障昆，形成合力∩阑模”羅軍強調(diào)盲陨。

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