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业内:中国3D打印亟须建立创新链

2015-11-16 09:08
野明月
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  3D打印技术正在重塑全球制造业竞争格局,在航空航天、地理信息、军工、医疗、艺术设计和消费电子产品等多个领域都大有用武之地。在我国,3D打印总体技术水平处于模型制作向零部件直接制造的过渡阶段,还有很大提升空间,亟须加强协同创新,进一步推动我国3D打印技术的发展。

  在北京3D打印研究院,赵新副院长拿着一个3D打印的人体心瓣模型,向笔者讲述了这样一个有关3D打印应用的真实故事:按传统做心脏瓣膜替换手术,一般是病人做CT后,根据一张张二维平面的CT片子,医生全凭想象,在脑海里把这些平面图叠在一起,判断心脏瓣膜的损坏程度和需要手术的位置,以确定病人的手术方案。但是,一旦判断不准,病人遭罪,也容易造成医患矛盾。现在北京某医院和3D打印研究院合作,把病人的CT数据提供给研究院,很快就能拿到根据医学数据3D打印出来的心瓣模型,医生用它辅助诊断,准确率得到了极大提高。

  在上海举行的第17届中国国际工业博览会,展示了我国3D打印技术应用取得的进展。右上图 北京航空航天大学参展人员介绍用3D打印技术打印的C919机头主风挡的窗框。左下图 上海航天技术研究院参展人员展示用3D打印技术制造的高性能碳纤维接头。 右下图 上海航天技术研究院展示的用3D打印技术制造的铝合金空间转位捕获杆。

  3D打印技术在我国的应用,正在取得长足进展。

  快速走向实际应用

  3D打印是实现中国制造业升级的核心技术之一,同时也开启了个性化商品制造的商业模式

  日前,在上海举行的第17届中国国际工业博览会上,3D打印展品引人注目。比如,北京航空航天大学的展品是用3D技术打印的C919机头主风挡的窗框,它是采用“同轴送粉”技术,用钛合金材料打印而成。此外,还有中国航天科技集团公司上海航天技术研究院参展的用3D打印的高性能碳纤维接头和用3D打印的铝合金空间转位捕获杆……

  3D打印,又叫增材制造技术,是一种以数字模式文件为基础,运用粉末状金属、塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术,是制造原理上的一个重大突破。中国工程院院士、快速制造国家工程研究中心主任卢秉恒表示,增材制造与传统的等材制造和减材制造三足鼎立,互为补充。从制造方式来说,铸锻焊在制造过程中重量基本不变,属于“等材制造”,已有3000年历史;随着电动机的发明,能够车铣刨磨的机床的出现,通过对材料的切削去除达到设计形状,称为“减材制造”,已有300年历史;而以3D打印为代表的“增材制造”,1984年提出,1986年实现样机,才30年时间,被称为“20世纪最具革命性的制造技术”。

  2015年2月,工业和信息化部牵头发布《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》;3月,国务院总理李克强主持召开国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”。增材制造技术是实现中国制造业升级的核心技术之一。中国紧跟世界科技趋势,高度重视和全面发展3D打印技术,“急追”先进国家。

  卢秉恒院士说,3D打印“热在今天,造就明天”。未来制造业将是“互联网+先进制造业+现代服务业”,大致会呈现这样一个网络服务云平台:众需收集—创客设计—3D打印验证设计—虚拟制造—生产分包—物联网配送。

  因此,3D打印还展现了一个全民创新的通途。在大众创业、万众创新的当代,创客们设计出来的某些产品,传统制造业没有办法实现,或者成本非常高。而3D打印从技术上、成本上、快捷程度上都可以支持,使之变成现实。可以说,3D打印技术开启了个性化商品制造的商业模式。

  替代传统制造有待时日

  3D打印已开始应用于小批量的直接制造,但短期内,难以替代传统制造业,两者会在较长时间内并行融合

  3D打印的关注度如此之高,目前,在我国制造业的转型升级中,3D打印应用情况如何?

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