无孔不入的3D打印

这一制造技术是否真如设想中那么美好?我国与世界先进水平有哪些差距?产业前景又在哪里?热闹之后,还需深思。

5月29日—31日,2013世界3D打印技术产业大会在北京召开,再一次把这些问题推向前台。

3D打印上世纪80年代诞生于美国,学名是“增材制造”,是将材料一次性熔聚成型的制造方式,与传统对原材料进行切削等的“减材制造”方法相反。

“与盖楼过程一样,3D打印也是从地基建起,通过打印材料的层层叠加,最终形成一个完整的立体物品。”华中科技大学材料科学与工程学院教授史玉升说,理论上,塑料、金属、陶瓷、沙子等材料做成粉状物后都可以用作打印的“墨水”。

新产品在实际制造成型后,可能与原设计有出入,因此量产前常常需要样品验证,3D打印正好发挥了其在单件或小批量生产上的优势。另外,3D打印在高端尤其是复杂零件加工上有较大潜力。传统制造方法需要经过开模具、铸造或锻造以及精加工,费时费料。而3D打印的一次成型技术,能够打印出设计好的复杂结构,节约了材料,降低了零部件的研制周期和成本。

在西方国家,3D打印技术可以打印出个性化的假牙、假肢,在医疗健康领域已经取得成效。不过,“假”的东西并不能让人们满足。“未来3D打印技术一个前沿方向是研究如何打印‘活’的人体‘零件’。”史玉升说,只要能找出与人体相容的材料,打印出网状物,再把人体的细胞放上去培养,就能制造出真正的人体组织了。

不过,当前打印人体器官还只是一种科学愿景,这依赖于打印材料和技术上的突破,并需要开展生物、医学、计算机等多学科来交叉研究。

虽然还有不小差距,但3D打印技术已经算是我国制造行业与国外先进水平差距很少的技术之一,部分领域几乎同步,在某些方面还具有自身特色和一定的优势。北京航空航天大学的王华明教授曾打印出世界上最大的钛合金复杂构件,产品整体性能远超锻件。

史玉升认为,中国要从制造业大国走向强国,依靠当前加工型的、技术含量低的生产手段难有根本改观,国家应加强对3D打印技术研究的支持。

据了解,我国从去年底已经启动了中国工程院增材制造咨询项目,为未来中国3D打印技术发展献计献策。

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