大批传统制造企业纷纷进入3D打印领域：从概念走向应用

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最近，中国科学院的研究人员利用欧洲失重飞机在瑞士成功完成了微重力环境下陶瓷材料三维光刻成形技术的实验，实现了中国/空间站、深空探测任务中的“Tai/きだよ ききだよききだだ”。这是团队成员在完成飞行任务后拍摄的集体照片。(新华社)

激光金属粉末3d打印机由北京龙源模塑有限公司自主研发。本报记者申会照片

纽卡斯尔大学最近宣布，研究人员已经从干细胞中提取并开发出“生物墨水”，并使用3d打印技术打印出世界上第一个人造角膜。巧合的是，荷兰埃因霍温也宣布开始使用3d打印技术建造五栋混凝土房屋。建成后，它将成为世界上第一批可以正式用于生活的3 D印刷厂，3d打印再次迎来了发展的春天

“随着惠普、通用电气、西门子和霍尼韦尔等大量传统制造企业进入3d打印领域，3d打印的优势将在未来几年集中体现。然而，表面的尴尬掩盖不了中国缺乏核心技术、核心产品和核心服务的事实。”中国3d打印技术产业联盟执行董事罗俊说。

速度和成本是关键

3d打印是否具有持久的生命力主要取决于两个方面，一是成型速度，二是成本。未来，批量制造将成为3d打印发展的新趋势。专家说，“没有速度就没有活力。”

3d打印(附加制造技术)是制造方法的总称，它可以直接由cad(计算机辅助设计)模型驱动并完成任何复杂的结构。“我曾经谈到3d打印，这是春雪和生产系统的支持作用。”清华大学教授、中国3d打印第一人阎永年表示，自从3d打印发展到今天，3d打印已经逐渐介入传统制造领域。

这与华中科技大学教授张海鸥不谋而合。“3d打印不再是简单的打印模型和样本，而是功能性产品的直接制造。它将与传统产业展开激烈竞争，并带来一场新的产业革命。”张海鸥说。

现实真是令人兴奋。以中国开发c919大型客机机头工程样品所需的钛合金主挡风玻璃窗框为例，如果从欧洲订购，至少需要两年才能得到零件，四个窗框的锻模成本各为50万美元。采用3d打印技术后，北航大学空航空航天大学的王华明团队只花了55天就完成了零件的制造并将其安装到飞机上，零件成本不到模具成本的五分之一。

3d打印凭借其灵活叠加和原材料利用的优势，多次登上《经济学人》的封面，被委以“掀起第三次工业革命”的重任。一些学者认为，这将从源头上颠覆传统制造业。对此，严永年不同意，“3d打印不会取代传统技术，而是一种结合，它是传统技术在传统行业的推广。”

世界上的武术只能很快被打破。严永年说，3d打印是否具有持久的生命力主要取决于两个方面:成型速度和成本。未来，批量制造将成为3d打印发展的新趋势。如果一个零件可以在几十小时甚至几天内打印出来，那么3d打印只能用于科学研究。"因为没有速度就没有活力，谁想要慢的东西？"阎永年说。

当然，降低成本是3d打印中需要解决的另一个难题。“例如，在现在使用的材料中，合金粉末比钢更贵，这导致比传统制造成本更高，因此它没有竞争力。”阎永年说。

应用是发展的动力

人们对3d打印的理解已经从概念阶段转变为应用阶段。未来3d打印的发展趋势是速度更快、精度更高、成本更低、应用范围更广、操作更简单

当3d打印技术走出实验室时，它应该走向何方？应用，这是业界给出的答案。“3d打印的主要市场是空航空航天公司。这是一个永不衰退的市场。放弃它意味着不能抓住关键点。”阎永年说。

通用航空空公司与该集团著名的leap发动机配套的燃油喷嘴是3d打印应用的典型案例。燃油喷嘴采用3d打印技术制造，20个零件集成为一个零件。经过设计，重量减轻了25%，耐久性提高了5倍，燃油效率提高了10%以上。

不仅航空/航天、大型结构零件和精密零件的制造，还需要大量3d打印。严永年表示，3d打印的“所见即所得”特性非常适合制造微米级和毫米级内浇道的复杂结构，这是传统加工方法无法制造的。

对于生物制造这一3d打印的前沿领域，严永年认为基于3d打印技术的三维可控细胞组装过程是生物制造的核心技术，其目标是形成和制造具有代谢特征的活体。不久前，中国科学家利用3d打印技术构建了生物支架，并通过从儿童耳朵中提取软骨细胞，为五名先天性耳朵缺陷的儿童安装了新耳朵。

“3d打印是一项基本技术。与其他技术集成后，它可以广泛应用于许多领域。”罗俊认为，人们对3d打印的理解已经从概念阶段转向应用阶段，这表明3d打印行业的发展指日可待。未来3d打印的发展趋势是速度更快、精度更高、成本更低、应用范围更广、操作更简单，其发展方向是最终产品的生产化、智能化和批量化。

自主是努力的方向

从技术流程、材料、软件、应用等指标来看，中国3d打印与国际的差距仍然非常明显。为了成长和发展，必须提高3d打印设备核心部件的国产化率

作为一项尖端的颠覆性技术，3d打印近年来大放异彩，许多国家都将其列为国家战略。这源于乐观的前景。根据国际数据公司(idc)的最新展望报告，2018年全球3d打印技术支出预计将达到120亿美元，到2021年，全球3d打印行业支出预计将达到200亿美元，五年复合增长率为20.5%。

理想是美丽的，但现实有点瘦。“目前，从技术、材料、软件和应用等几个指标来看，中国3d打印整体与国际的差距仍然非常明显。”罗俊以这一指标的应用为例。美国占总数的近一半，主要集中在军事工业；欧洲约占40%，主要集中在民用领域；中国只占不到10%。

根据罗俊的分析，成本高，了解不够，一些打印机的稳定性、精度和产品强度不能满足生产要求。“虽然目前3d打印领域使用的材料有1000多种，但与传统制造业相比，还远远不够。特别是尼龙材料、陶瓷材料、感光树脂材料、钛合金等一些冶金粉末材料基本依赖进口，严重影响了我国3d打印行业的健康发展。”罗俊说。

严永年认为，中国3d打印正在发展壮大，打印设备核心部件的国产化率有待提高。“虽然不是所有的部件都必须自己制造，但完全依赖进口并缺乏相应的支持能力是一件危险的事情。”他举了激光电流计为例。在中国进口一台设备要花30多万美元，需要提前全额支付，半年后就可以交货。

不应低估这一差距，但它并非完全不可逾越。近年来，科技部和工业和信息化部相继出台了相关政策，为3d打印的发展提供了大量的政策支持。其中，以阎永年为首的永年激光科技有限公司设计了lcd系统集成，并首次提出集成激光选择性熔化、激光熔覆lcd设备、大功率激光器、大数据、工业机器人(300024、诊断单元)等。在同一个平台上实现“互联互通”。据悉，本次设计采用了国内领先水平的先进数控系统。

中国的3d打印未来将走向何方？罗俊建议从三个方面入手:第一，政府积极支持和鼓励企业构建更加开放的应用服务平台，促进3d打印与传统产业的深度融合。第二，鼓励企业与国际顶尖科研机构开展国际合作，创建国际R&D中心、联合实验室和研究机构。第三，鼓励科研院校和职业院校深化校企合作，设立3d打印学院(专业)，培养更多3d打印应用型人才。“国内3d打印行业需要进一步发展，形成合力。”罗俊强调。(《经济日报》？中国经济网记者申会)

来源：荆州新闻