3D打印再掀產(chǎn)業(yè)革命潮，材料瓶頸亟待突破

　　3D打印的比基尼可以穿？3D打印的巧克力可以吃？沒(méi)錯(cuò)，這是真的！

　　這，僅僅是3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。在2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，多位專(zhuān)家認(rèn)為，3D打印技術(shù)更大的價(jià)值會(huì)體現(xiàn)在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，而當(dāng)下亟待解決的是3D打印材料瓶頸。

　　3D打印應(yīng)用前景廣闊

　　目前3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用尚處起步階段，已有的應(yīng)用包括3D照相館、時(shí)裝、玩具、藝術(shù)品復(fù)制等，其他應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)前景十分巨大。

　　“3D打印應(yīng)用到文化創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，對(duì)該行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)革命性的進(jìn)步。”在國(guó)際3D打印大會(huì)文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)專(zhuān)題討論會(huì)上，業(yè)內(nèi)人士一致認(rèn)為。

　　多位專(zhuān)家認(rèn)為，目前3D打印技術(shù)在文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用尚處起步階段，已有的應(yīng)用包括3D照相館、時(shí)裝、玩具、藝術(shù)品復(fù)制等，其他應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)前景十分巨大。

　　在杭州先臨三維有限公司總經(jīng)理李濤看來(lái)，3D打印在文化創(chuàng)意領(lǐng)域的應(yīng)用非常多，既包含了個(gè)性化的定制和制造，也包含像珠寶首飾這種現(xiàn)代藝術(shù)品的生產(chǎn)和制造，還有古代藝術(shù)的再現(xiàn)，如文物等高端藝術(shù)品的衍生品。

　　3D打印應(yīng)用于文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的意義大致有三個(gè)方面。首先，該技術(shù)能夠?yàn)楠?dú)一無(wú)二的文物和藝術(shù)品建立一個(gè)真實(shí)準(zhǔn)確完整的三維數(shù)字檔案，隨時(shí)隨地并且高保真的把這個(gè)數(shù)字模型再現(xiàn)為實(shí)物。第二，3D打印技術(shù)取代了傳統(tǒng)的手工制模工藝，在作品精細(xì)度、制造效率方面帶來(lái)了極大的改善和提升。第三，該技術(shù)帶來(lái)了大量的跨界整合和創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，給藝術(shù)家們帶來(lái)了更為廣闊的創(chuàng)作空間，在文物和高端藝術(shù)品的復(fù)制修復(fù)衍生品開(kāi)發(fā)方面的作用尤為明顯。

　　將3D打印技術(shù)應(yīng)用于巧克力制作的英國(guó)Choc Edge Ltd公司創(chuàng)始人郝亮稱(chēng)，3D打印給我們帶來(lái)很多自由的空間來(lái)做創(chuàng)意產(chǎn)品，“它可以成為一個(gè)高附加值的產(chǎn)品，一切取決于你的創(chuàng)意?！?/p>

　　生物3D打印市場(chǎng)空間大

　　當(dāng)3D打印與醫(yī)學(xué)影像建模、仿真技術(shù)結(jié)合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動(dòng)效應(yīng)。

　　3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，最神奇的無(wú)疑就是人工器官的制造。重要的是，通過(guò)使用病人自身干細(xì)胞打印的人體器官，器官移植后基本不會(huì)出現(xiàn)排異反應(yīng)。目前國(guó)際上已有共識(shí)，只有通過(guò)生物3D打印，才可能真正解決人體的器官移植問(wèn)題。

　　在生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)題討論中，杭州電子科技大學(xué)生物制造研究所教授徐銘恩直言：“生物3D打印是3D打印技術(shù)研究中最前沿的領(lǐng)域?！?/p>

　　為什么做生物3D打??？徐銘恩總結(jié)為兩點(diǎn)：第一，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模特別巨大?！拔蚁肴魏我豁?xiàng)技術(shù)出來(lái)，有兩個(gè)最賺錢(qián)的領(lǐng)域，一個(gè)就是醫(yī)學(xué)、一個(gè)就是軍事。”徐銘恩如是說(shuō)。根據(jù)美國(guó)衛(wèi)生部調(diào)查，2009年，美國(guó)在醫(yī)療衛(wèi)生方面的開(kāi)支達(dá)2.5萬(wàn)億美元，約占美國(guó)當(dāng)年GDP的17.6%、國(guó)民收入的40%。美國(guó)衛(wèi)生部進(jìn)一步預(yù)測(cè)，到2018年，美國(guó)在醫(yī)療衛(wèi)生方面的支出將達(dá)GDP的20.3%，市場(chǎng)空間非常巨大。

　　第二，生物3D打印應(yīng)用前景特別巨大。由于生物3D打印技術(shù)具有快速、準(zhǔn)確，及擅長(zhǎng)制作復(fù)雜形狀實(shí)體的特性，使它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。由于每個(gè)人的身體構(gòu)造、病理狀況都存在特殊性和差異化，當(dāng)3D打印與醫(yī)學(xué)影像建模、仿真技術(shù)結(jié)合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動(dòng)效應(yīng)。

　　杭州電子科技大學(xué)生物制造研究所近年一直專(zhuān)注于生物3D打印領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，主要是細(xì)胞3D打印技術(shù)。據(jù)介紹，細(xì)胞3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾方面：一是實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域，可為再生醫(yī)學(xué)、組織工程、干細(xì)胞、癌癥等領(lǐng)域提供很好的研究工具；第二，可以為構(gòu)建和修復(fù)組織器官提供新的臨床醫(yī)學(xué)技術(shù)；第三，開(kāi)發(fā)全新的高成功率的技術(shù)。此外，細(xì)胞3D打印技術(shù)在藥物研發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。

　　3D打印應(yīng)與傳統(tǒng)工藝結(jié)合

　　3D打印與傳統(tǒng)加工工藝不是取代的關(guān)系，而是結(jié)合的關(guān)系。比如，金屬3D打印應(yīng)與熱加工相結(jié)合，反過(guò)來(lái)熱加工也要與金屬3D打印相結(jié)合。

　　“3D打印與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合是3D打印的發(fā)展方向?！痹诠I(yè)制造專(zhuān)題演講中，清華大學(xué)教授顏永年如是說(shuō)。他是中國(guó)最早開(kāi)始從事3D打印技術(shù)研究的權(quán)威學(xué)者。

　　在他看來(lái)，任何一項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展都不能脫離已有的技術(shù)孤立地發(fā)展，與原有技術(shù)互相補(bǔ)充是基本的發(fā)展理念。“3D打印與傳統(tǒng)加工工藝不是取代的關(guān)系，而是結(jié)合的關(guān)系。比如，金屬3D打印應(yīng)與熱加工相結(jié)合，反過(guò)來(lái)熱加工也要與金屬3D打印相結(jié)合?！?/p>

　　華中科技大學(xué)教授史玉升教授認(rèn)為，中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)值居世界首位，但想要長(zhǎng)期保持優(yōu)勢(shì)地位，依靠傳統(tǒng)技術(shù)難以為繼，必須借助3D打印等先進(jìn)技術(shù)。他認(rèn)為，在中國(guó)制造業(yè)中，能夠從起步階段就與世界處于同一水平的只有3D打印。

　　在史玉升看來(lái)，工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)的意義在于：3D打印是提升我國(guó)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)從“中國(guó)制造”走向“中國(guó)創(chuàng)造”的重要途徑；可極大地降低產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新成本，縮短創(chuàng)新研發(fā)周期；簡(jiǎn)化制作，提高產(chǎn)品質(zhì)量與性能；制造出傳統(tǒng)工藝無(wú)法加工的零部件，極大增強(qiáng)了工藝實(shí)現(xiàn)能力；提高難加工材料可加工性，拓展了工程領(lǐng)域綠色的制造模式；變革傳統(tǒng)制造模式，形成新型制造體系。

　　材料瓶頸制約3D打印發(fā)展

　　未來(lái)3D打印的真正發(fā)展將在高端領(lǐng)域，而高端打印材料的發(fā)展尚無(wú)法滿(mǎn)足3D打印技術(shù)發(fā)展的需要。

　　理論上來(lái)說(shuō)，所有的材料都可以用于3D打印，例如塑料、高分子材料、木材、玻璃、巧克力、陶瓷、石膏、金屬，以及生物材料等。

　　然而，目前業(yè)內(nèi)人士已普遍認(rèn)識(shí)到，材料瓶頸已經(jīng)成為限制3D打印發(fā)展的首要問(wèn)題，因?yàn)槲磥?lái)3D打印的真正發(fā)展將在高端領(lǐng)域，而高端打印材料的發(fā)展尚無(wú)法滿(mǎn)足3D打印技術(shù)發(fā)展的需要。

　　在昨日專(zhuān)設(shè)的“材料專(zhuān)題”上，深圳光華偉業(yè)董事長(zhǎng)楊義滸說(shuō)：“3D打印由設(shè)備、軟件、材料等三部分組成，其中材料是不可或缺的環(huán)節(jié)，而現(xiàn)在業(yè)界主要研究的是設(shè)備和軟件，對(duì)材料研究還不夠重視?！?/p>

　　他認(rèn)為，目前3D打印材料的問(wèn)題表現(xiàn)在五個(gè)方面：第一，可適用的材料成熟度跟不上3D市場(chǎng)的發(fā)展；第二，打印流暢性不足；第三，材料強(qiáng)度不夠；第四，材料對(duì)人體的安全性與對(duì)環(huán)境的友好性的矛盾；第五是材料標(biāo)準(zhǔn)化及系列化規(guī)范等。

　　通過(guò)與設(shè)備廠商的交流，楊義滸發(fā)現(xiàn)，3D打印材料的發(fā)展離不開(kāi)耗材的支持，好的耗材應(yīng)具備4個(gè)方面的特點(diǎn)。其一，耗材應(yīng)該無(wú)毒、環(huán)保；其二，材料性能要穩(wěn)定，能夠滿(mǎn)足打印機(jī)持續(xù)可靠運(yùn)行；其三，材料功能應(yīng)該是越來(lái)越豐富，例如現(xiàn)在已對(duì)部分材料提出了導(dǎo)電、水溶、耐磨等要求；其四，經(jīng)濟(jì)性要好，客戶(hù)用得起。

　　金屬材料是工業(yè)級(jí)3D打印的主要原料之一。據(jù)專(zhuān)家介紹，金屬材料的種類(lèi)很多，比如強(qiáng)度鋼用于注塑模具成形；不銹鋼材料因?yàn)榫哂泻芎玫目垢g和機(jī)械性能、高強(qiáng)度的韌性，主要用其制造中空的手術(shù)器械、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)零配件；鋁合金材料應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)制造領(lǐng)域，用于結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)驗(yàn)證；鈦合金材料主要應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。

　　研究3D打印金屬粉末材料的浙江冶金研究院總經(jīng)理顧小龍說(shuō)：“目前國(guó)內(nèi)的3D打印金屬粉末是由國(guó)外廠家壟斷的，外國(guó)廠商在銷(xiāo)售3D打印設(shè)備的時(shí)候，基本上就搭售了粉末產(chǎn)品，價(jià)格也比較貴，限制了國(guó)內(nèi)3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而且，3D打印對(duì)粉末材料的粒度分布、松裝密度、氧含量要求也非常高，國(guó)內(nèi)3D產(chǎn)業(yè)需要快速發(fā)展的話(huà)，金屬粉末材料的國(guó)產(chǎn)化尤為迫切?！?/p>

來(lái)源：上海證券報(bào)

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