3D打印术系列

　　似乎一夜之间，3D打印就“火了”，迎面扑来了3D概念股票、产业以及技术研究方面的热风。2013年世界3D打印技术产业大会于5月29到31日在北京举行，国内外600多位代表就3D打印技术发展趋势、3D打印技术产业化等议题展开讨论。不少专家认为，目前3D产业还有很多路要走，其推广是目前的短板，3D产业“走进生活”更是有着不少路要走。

　　中国3D打印推广应用是短板

　　2011年，英国《经济学人》和美国的李福金先生撰文，称3D打印技术将推动第三次工业革命。3D打印领域资深专家T erryWohlers(3D打印领域权威的Wohlers报告就是出自他之手)，在上周北京举行的世界3D大会上表示，3D打印的各种要素正在融合，汇聚成为一个新的产业革命。“各个行业都受到它的影响，不仅是传统的航空、汽车、医疗等等行业，同时也包括珠宝、时装、食品、打印，还有巧克力的打印等，有各种各样的产品，还有纺织业及人类的身体组织。12年前就有团队试着打印骨骼，植入到一只狗的身体当中，最后这只狗存活下来。”T erryWohlers相信，未来3D打印可以打身体的各种内脏和组织，“相信在我们有生之年，我们能够看到它的发生。这个完美风暴正在汇聚，我们下一次的工业革命做好了准备。”

　　亚洲制造业协会C E O罗军表示，3D打印技术目前还不是十全十美，还有待进一步的完善。3D打印技术30年来一直没发展起来，有两个方面的原因：首先，3D打印技术不是一个替代性很强的技术，无法替代传统的制造业；其次，现在从事3D打印技术的基本上都是清一色的大学教授和科研单位的专家，对市场的应用不太顺利。中国3D打印的市场始终没有真正“崛起”，是因为推广市场应用是其短板。

　　三大瓶颈制约3D打印应用

　　中国科学院广州电子技术研究所所长李耀棠表示，目前制约3D打印技术的广泛应用有材料、质量控制标准和打印成本三大瓶颈问题。

　　在材料方面，3D打印目前的材料主要有光聚合物(光敏固化树脂)、聚合物(ABS塑料等)、合金粉末和固态粉末4大类，目前打印材料多局限于化学聚合物，即使是同一类的聚合物材料，在不同的厂家生产同一种工艺的3D打印设备上也无法兼容使用，制约了材料的通用性。值得注意的是，国内多数工业级的3D打印机所用的材料多数是从国外进口；3D打印直接制造金属功能零件所用的合金粉末材料的研究尚处于研发的阶段，可选用的合金粉末材料也仅限于钛合金、钴铬合金和不锈钢等少数几种，无法满足制造业对金属材料多样性的需求。

　　“打印物件的质量控制也是一个很大的问题。”李耀棠表示，目前对3D打印材料也没有统一的标准，“标准问题会影响3D打印技术的广泛推广应用”。

　　3D打印广州应用相对较广泛

　　“上世纪80年代末，全球首台3D打印机已在美国诞生。这个产业以色列、美国、德国领跑全球，中国跟随其后。”李耀棠告诉南都记者，中国在3D打印主流技术的研究水平和开发的3D打印设备的性能指标与国外相比相差不远。但是，在3D打印材料研发方面则有着较大的差距，需要迎头赶上。

　　相对西安、武汉、北京等城市而言，广州在3D打印技术研究和设备开发方面的起步较晚，研究的仅有中科院广州电子所和华南理工大学等几个较为权威的研究机构，但3D打印的应用相对而言却较广泛。究其原因，是由于广州乃至广东省在消费类电子产品、家电、汽车和机械制造等产业具有优势，企业的需求旺盛。如广州生产力中心、广州随尔模具公司等就较早引进美国和日本的3D打印设备，为企业产品开发提供手板制作服务。

　　两问3D打印

　　3D打印是什么？

　　3D打印(3D printing)是快速成型技术的一种，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造实物。目前，它在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型。在珠宝、鞋类 、工 业 设 计 、建 筑 、工 程 和 施 工(A E C )、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

　　目前，工业用3D打印机按打印工艺分为7种类型：槽光固化、材料喷射、粘合剂喷射、材料挤出、粉末床熔融、叠层堆积、直接能量沉积。

　　3D打印能进家庭吗？

　　华中科技大学材料学院教授史玉升认为，3D打印技术将来可以进入家庭。因为除了日常使用之外，它还有很大的教育潜力。“如果有了3D打印机，孩子可以脱离网络，自己创造变形金刚把它打印出来，将来3D打印机进入家庭，对孩子的教育特别有帮助。”

　　但是，目前的技术离3D打印进入家庭仍旧有一段距离。“3D打印的技术实现牵涉到软件、运动控制、材料等多学科的技术。”李耀棠说，这会涉及非常复杂的算法问题。虽然现在流行许多个人3D打印机，但是个人爱好者很难对其核心部分进行改进。还有运动控制、材料等问题，从技术实现的角度看，掌握3D打印技术并不简单。

　　目前，世界上仅有100多家生产商生产个人3D打印机。