http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 18:35:28 來源:第一財經日報
12月10rixiawu,diliujieyazhouzhizaoyeluntannianhuihuiyichaxie,yiqunyuhuidaibiaojulongzaihuichangwaideyizhangzhuozipang,weiguanyounanjingzijinlidedianziyouxiangongsizongjinglilianningdailaideyitaizhuomianji3D打印機。聽說這台機器能在數小時內將塑料薄膜變成各種立體模具,圍觀者們爭相詢問關於此款機器的技術、售價等問題。
這個熱鬧的場麵正折射出了3D打印在全球的火爆。
在這樣的大背景下,本屆製造業論壇年會也就3D打印技術進行了專題討論。與外界的喧囂不同,參與討論的業內專業人士則表現得較為冷靜理性:這項技術的確正在推動人類生產和生活方式變革,但這個過程顯然並非那麼“凶猛”而是“細微”和漸進式的,且其並不等於第三次工業革命,而隻是其中的元素之一。
3D打印技術是一個舶來品,發端於上世紀80年代的美國,隨後在世界各地開花結果。資料顯示,在美國,3D打印技術已經初步產業化。目前全球有兩家3D打印機製造巨頭,分別為Stratasys和3D Systems,均在納斯達克上市,2011年兩家公司的營業收入分別為1.7億美元和2.9億美元。而另一家3D打印服務企業——Shapeways已擁有15萬個會員及超過6000個用戶,已為顧客打印過上百萬件產品。
國內很多科研院校和企業也已邁出實質性步伐,並取得了顯著的成績。北京航空航天大學、華中科技大學更成為其中的翹楚。
據羅軍介紹,北京航空航天大學在國際上首次全麵突破了鈦合金、超高強度鋼等難加工大型複雜整體關鍵構件激光成形工藝、成套裝備和應用關鍵技術。
王華明表示,其所帶領的團隊運用上述相關激光直接製造技術製造出了C919大型客機機頭工程樣件研製所需的鈦合金主風擋窗框。“大概用了不到55天,就做出來四個框,省時省錢。”
王華明指出,“高性能難加工的金屬大型複雜構件激光直接製造技術是增材製造或者說3D打印的一個重要發展方向。其具有很多優勢,比如不再需要模具。從這個意義上來說,它確實是一種數字化的帶有變革性的短流程、低成本的數字化製造技術。”
除了北京航空航天大學,武漢濱湖機電技術產業公司、湖南華曙高科技有限責任公司、北京隆源自動成型係統有限公司也在工業級3D打印技術應用領域有所斬獲。
與王華明團隊采用激光直接製造大型金屬構件不同。馮濤介紹說,隆源則是先“打印”沙模,之後通過灌注的方法生產出實體產品,主要應用於汽車、直升機發動機等新產品試製。
3D打印熱潮
2011年2月,《經濟學人》刊發題為《3D打印如何改變世界》的封麵文章。文章描繪了這樣的一個場景:“你在電腦上建立一個大致的3D模型,並對其形狀和顏色進行必要的修正。然後你隻需要輕輕一按‘打印’鍵(jian),擺(bai)在(zai)附(fu)近(jin)的(de)機(ji)器(qi)就(jiu)會(hui)悄(qiao)然(ran)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo),發(fa)出(chu)輕(qing)微(wei)的(de)呼(hu)呼(hu)聲(sheng),並(bing)一(yi)點(dian)點(dian)將(jiang)你(ni)的(de)模(mo)型(xing)打(da)印(yin)出(chu)來(lai)。無(wu)論(lun)是(shi)往(wang)噴(pen)嘴(zui)裏(li)填(tian)充(chong)材(cai)料(liao),還(hai)是(shi)使(shi)用(yong)膠(jiao)合(he)劑(ji)或(huo)激(ji)光(guang)來(lai)固(gu)定(ding)塑(su)料(liao)/金屬粉末薄層,都由機器自己來完成。”
上文所說的這項技術意即3D打印技術,俗稱“三維打印技術”或 “快速製造技術”,是指通過可以“打印”出真實物體的3D打印機,采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來生成3D實體。
亞洲製造業協會首席執行官羅軍亦表示,中國3D打印技術產業聯盟之所以暫定名為“3D打印”而非“增材製造”,也是因為3D打印更加通俗易懂並已被人們熟識,而此名稱的實際指向則是增材製造這種工藝模式。
羅軍介紹說,3D打印分為桌麵級和工業級兩大類。其中,桌麵級主要涉及一些大眾消費品製造領域,外形樣式如同南京紫金立德帶來的這台3D打da印yin機ji,擺bai放fang在zai桌zhuo麵mian上shang大da小xiao接jie近jin於yu一yi台tai電dian腦nao,目mu前qian采cai用yong薄bo膜mo一yi類lei材cai料liao,主zhu要yao用yong於yu工gong業ye設she計ji領ling域yu。而er工gong業ye級ji又you細xi分fen為wei兩liang個ge部bu分fen。一yi是shi原yuan型xing製zhi造zao;二是大型金屬結構件直接製造。其在汽車、航空等工業領域已經初露鋒芒。
在中國3D打印技術產業聯盟理事長、北京航空航天大學教授王華明看來,3D打印實際上誕生已經近30年,最近之所以驟然變“熱”,除了媒體的炒作之外,也與美國特別是奧巴馬政府的重視有關。
今年3月9日,奧巴馬宣布了重振美國製造業計劃,準備在美國成立一個製造創新的網絡。該網絡主要由15個製造創新的研究院組成,每一個研究院主要致力於具有廣闊應用價值的前沿新技術的研發、示範、人才培訓等工作,並將這些新技術推向製造業實現應用,以提供就業機會,提升美國在製造業的全球競爭力和領導地位。
當日,奧巴馬就責成美國國防部等五個聯邦部門選擇一種技術,先期成立了一個研究所,約在4月17日便選擇了第一個技術——3D打印,後於8月16日成立了國家增材製造創新研究院。這是創新網絡的第一個研究院,該研究院得到政府投資3000萬美元,企業投資4500萬美元,主要由聯邦政府負責管理和組建,是一個產學研結合的機構。“這就是增材製造3D打印從5月份開始熱起來的重要原因。”王華明表示。
不過,清華大學教授顏永年並不完全讚成這種觀點。他認為,3D打印之所以“升溫”,主因在於桌麵級機器相應技術日漸成熟,其免維修性和可維護性不斷提升且售價大幅下降,從而使其步入普及階段。“達到像家庭的打印機、複印機這種量級了,自然就熱起來了。”顏稱。
無論怎樣,3D打印確實已經火爆起來。就連著名科技雜誌《連線》原主編安德森都坐不住了,毅然選擇下海經商創立3D Robotics公司,從事與3D打印有關的業務。不僅如此,與3D打印概念相關的大族激光、中航重機等國內上市公司的股價也曾出現一波大漲。
市場前景與發展瓶頸並存
3D打印在工業品製造領域大顯身手的同時,在醫學領域亦有廣泛應用空間。顏永年表示,3D打印可以用於生命體的製造,以完成醫學所需要的各種器件和器官,可稱之為“細胞3D打印”。
對此,王安琪稱,利用3D打印技術打印骨頭等人工假體,較之傳統工藝有兩大優勢:“第一,它可以非常真實的根據病人的CT數shu據ju把ba骨gu頭tou重zhong建jian出chu來lai,其qi細xi微wei結jie構gou可ke以yi完wan全quan模mo仿fang骨gu骼ge的de結jie構gou。第di二er,它ta可ke以yi通tong過guo細xi胞bao在zai材cai料liao表biao麵mian附fu著zhe機ji理li的de研yan究jiu進jin行xing細xi胞bao表biao麵mian工gong程cheng化hua,從cong而er控kong製zhi表biao麵mian空kong隙xi率lv、空隙流向、結構等等。”
此外,與會人士對桌麵級3D打印技術的市場前景極為樂觀。顏永年表示,“中國是人口大國,同時,當前全世界經濟已經發展到相當水平,在此環境下,由於數字成型技術、數字建模技術普及,用3D打印做一些概念模型進行相關的培訓、教育或者動漫藝術品、裝飾品、首飾品,都有很大的市場潛力。”
有前景也有隱憂。除了相關技術亟待突破並不斷成熟之外,材料供給成為最大的瓶頸。由於3D打印技術目前總體並不成熟,產業規模並不大,所以國內生產3D打印材料的企業極少,很多金屬材料更是依賴進口。而在材料性能、數據積累上,全世界都屬於非常匱乏的狀態,且有關數據積累也大多集中在鈦合金等貴金屬材料上,這也在一定程度上推高了3D打印的成本,限製了該技術的普及。
對於材料掣肘,連寧似乎深有體會:“未來的發展重點就是要在應用材料上有比較大的突破,比如說能不能做出生物薄膜材料,這樣的話,3D打印機應用前景更加寬廣一些。”
催生第三次工業革命?
《經濟學人》雜誌則認為,3D打印技術將成為第三次工業革命到來的重要標誌。到底什麼才是推動工業變革的決定性力量?
連寧表示,3D打印技術不可能對現代製造業產生顛覆性的作用,但是3D打(da)印(yin)技(ji)術(shu)一(yi)定(ding)會(hui)和(he)互(hu)聯(lian)網(wang)一(yi)樣(yang)深(shen)入(ru)到(dao)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)工(gong)作(zuo)的(de)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)角(jiao)落(luo),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)它(ta)會(hui)在(zai)第(di)三(san)次(ci)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)中(zhong)產(chan)生(sheng)巨(ju)大(da)的(de)推(tui)動(dong)作(zuo)用(yong),但(dan)它(ta)並(bing)不(bu)能(neng)起(qi)到(dao)決(jue)定(ding)性(xing)作(zuo)用(yong)。
對此,顏永年則從學術融合的角度指出,“不是單純一個技術就能構成第三次工業革命,它必然是信息技術、材料技術、生命科學技術和製造技術的結合。所以,3D打印技術在這裏的地位是不言而喻的,如果沒有一個融合的過程,它的作用也發揮不了。”