3D打印再掀產業革命潮，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？沒錯，這是真的！

　　這，僅僅是3D打印技術在文化創意產業上的應用。在2013世界3D打印技術產業大會上，多位專家認為，3D打印技術更大的價值會體現在工業、醫療等領域，而當下亟待解決的是3D打印材料瓶頸。

　　3D打印應用前景廣闊

　　目前3D打印技術在文化創意產業的應用尚處起步階段，已有的應用包括3D照相館、時裝、玩具、藝術品復制等，其他應用領域的市場前景十分巨大。

　　“3D打印應用到文化創業產業，對該行業來說是一個革命性的進步。”在國際3D打印大會文化創意產業專題討論會上，業內人士一致認為。

　　多位專家認為，目前3D打印技術在文化創意產業的應用尚處起步階段，已有的應用包括3D照相館、時裝、玩具、藝術品復制等，其他應用領域的市場前景十分巨大。

　　在杭州先臨三維有限公司總經理李濤看來，3D打印在文化創意領域的應用非常多，既包含了個性化的定制和制造，也包含像珠寶首飾這種現代藝術品的生產和制造，還有古代藝術的再現，如文物等高端藝術品的衍生品。

　　3D打印應用于文化創意產業的意義大致有三個方面。首先，該技術能夠為獨一無二的文物和藝術品建立一個真實準確完整的三維數字檔案，隨時隨地并且高保真的把這個數字模型再現為實物。第二，3D打印技術取代了傳統的手工制模工藝，在作品精細度、制造效率方面帶來了極大的改善和提升。第三，該技術帶來了大量的跨界整合和創造的機會，給藝術家們帶來了更為廣闊的創作空間，在文物和高端藝術品的復制修復衍生品開發方面的作用尤為明顯。

　　將3D打印技術應用于巧克力制作的英國Choc Edge Ltd公司創始人郝亮稱，3D打印給我們帶來很多自由的空間來做創意產品，“它可以成為一個高附加值的產品，一切取決于你的創意。”

　　生物3D打印市場空間大

　　當3D打印與醫學影像建模、仿真技術結合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產生巨大的推動效應。

　　3D打印技術在生物醫學中的應用，最神奇的無疑就是人工器官的制造。重要的是，通過使用病人自身干細胞打印的人體器官，器官移植后基本不會出現排異反應。目前國際上已有共識，只有通過生物3D打印，才可能真正解決人體的器官移植問題。

　　在生物醫學專題討論中，杭州電子科技大學生物制造研究所教授徐銘恩直言：“生物3D打印是3D打印技術研究中最前沿的領域。”

　　為什么做生物3D打印？徐銘恩總結為兩點：第一，生物醫學領域的市場規模特別巨大。“我想任何一項技術出來，有兩個最賺錢的領域，一個就是醫學、一個就是軍事。”徐銘恩如是說。根據美國衛生部調查，2009年，美國在醫療衛生方面的開支達2.5萬億美元，約占美國當年GDP的17.6%、國民收入的40%。美國衛生部進一步預測，到2018年，美國在醫療衛生方面的支出將達GDP的20.3%，市場空間非常巨大。

　　第二，生物3D打印應用前景特別巨大。由于生物3D打印技術具有快速、準確，及擅長制作復雜形狀實體的特性，使它在生物醫學領域有著非常廣泛的應用前景。由于每個人的身體構造、病理狀況都存在特殊性和差異化，當3D打印與醫學影像建模、仿真技術結合之后，就能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面產生巨大的推動效應。

　　杭州電子科技大學生物制造研究所近年一直專注于生物3D打印領域的研究和應用，主要是細胞3D打印技術。據介紹，細胞3D打印的應用領域有以下幾方面：一是實驗室領域，可為再生醫學、組織工程、干細胞、癌癥等領域提供很好的研究工具；第二，可以為構建和修復組織器官提供新的臨床醫學技術；第三，開發全新的高成功率的技術。此外，細胞3D打印技術在藥物研發領域的應用也非常廣泛。

　　3D打印應與傳統工藝結合

　　3D打印與傳統加工工藝不是取代的關系，而是結合的關系。比如，金屬3D打印應與熱加工相結合，反過來熱加工也要與金屬3D打印相結合。

　　“3D打印與傳統工藝相結合是3D打印的發展方向。”在工業制造專題演講中，清華大學教授顏永年如是說。他是中國最早開始從事3D打印技術研究的權威學者。

　　在他看來，任何一項新技術的發展都不能脫離已有的技術孤立地發展，與原有技術互相補充是基本的發展理念。“3D打印與傳統加工工藝不是取代的關系，而是結合的關系。比如，金屬3D打印應與熱加工相結合，反過來熱加工也要與金屬3D打印相結合。”

　　華中科技大學教授史玉升教授認為，中國制造業產值居世界首位，但想要長期保持優勢地位，依靠傳統技術難以為繼，必須借助3D打印等先進技術。他認為，在中國制造業中，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，工業級3D打印技術的意義在于：3D打印是提升我國創新能力，實現從“中國制造”走向“中國創造”的重要途徑；可極大地降低產品研發創新成本，縮短創新研發周期；簡化制作，提高產品質量與性能；制造出傳統工藝無法加工的零部件，極大增強了工藝實現能力；提高難加工材料可加工性，拓展了工程領域綠色的制造模式；變革傳統制造模式，形成新型制造體系。

　　材料瓶頸制約3D打印發展

　　未來3D打印的真正發展將在高端領域，而高端打印材料的發展尚無法滿足3D打印技術發展的需要。

　　理論上來說，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，目前業內人士已普遍認識到，材料瓶頸已經成為限制3D打印發展的首要問題，因為未來3D打印的真正發展將在高端領域，而高端打印材料的發展尚無法滿足3D打印技術發展的需要。

　　在昨日專設的“材料專題”上，深圳光華偉業董事長楊義滸說：“3D打印由設備、軟件、材料等三部分組成，其中材料是不可或缺的環節，而現在業界主要研究的是設備和軟件，對材料研究還不夠重視。”

　　他認為，目前3D打印材料的問題表現在五個方面：第一，可適用的材料成熟度跟不上3D市場的發展；第二，打印流暢性不足；第三，材料強度不夠；第四，材料對人體的安全性與對環境的友好性的矛盾；第五是材料標準化及系列化規范等。

　　通過與設備廠商的交流，楊義滸發現，3D打印材料的發展離不開耗材的支持，好的耗材應具備4個方面的特點。其一，耗材應該無毒、環保；其二，材料性能要穩定，能夠滿足打印機持續可靠運行；其三，材料功能應該是越來越豐富，例如現在已對部分材料提出了導電、水溶、耐磨等要求；其四，經濟性要好，客戶用得起。

　　金屬材料是工業級3D打印的主要原料之一。據專家介紹，金屬材料的種類很多，比如強度鋼用于注塑模具成形；不銹鋼材料因為具有很好的抗腐蝕和機械性能、高強度的韌性，主要用其制造中空的手術器械、渦輪發動機，及渦輪發動機零配件；鋁合金材料應用在航空航天、汽車制造領域，用于結構驗證和設計驗證；鈦合金材料主要應用在航空航天領域。

　　研究3D打印金屬粉末材料的浙江冶金研究院總經理顧小龍說：“目前國內的3D打印金屬粉末是由國外廠家壟斷的，外國廠商在銷售3D打印設備的時候，基本上就搭售了粉末產品，價格也比較貴，限制了國內3D產業的發展。而且，3D打印對粉末材料的粒度分布、松裝密度、氧含量要求也非常高，國內3D產業需要快速發展的話，金屬粉末材料的國產化尤為迫切。”

來源：上海證券報

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