3D打印再掀产业**潮 材料瓶颈亟待突破

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3D打印的比基尼可以穿?3D打印的巧克力可以吃?没错,这是真的!

这,仅仅是3d打印技术在文化创意产业上的应用。在2013世界3D打印技术产业大会上,多位专家认为,3D打印技术更大的价值会体现在工业、医疗等领域,而当下亟待解决的是3D打印材料瓶颈。

3D打印应用前景广阔

目前3D打印技术在文化创意产业的应用尚处起步阶段,已有的应用包括3D照相馆、时装、玩具、艺术品复制等,其他应用领域的市场前景十分巨大。

“3D打印应用到文化创业产业,对该行业来说是一个**性的进步。”在国际3D打印大会文化创意产业专题讨论会上,业内人士一致认为。

多位专家认为,目前3D打印技术在文化创意产业的应用尚处起步阶段,已有的应用包括3D照相馆、时装、玩具、艺术品复制等,其他应用领域的市场前景十分巨大。

在杭州先临三维有限公司总经理李涛看来,3D打印在文化创意领域的应用非常多,既包含了个性化的定制和制造,也包含像珠宝首饰这种现代艺术品的生产和制造,还有古代艺术的再现,如文物等**艺术品的衍生品。

3D打印应用于文化创意产业的意义大致有三个方面。首先,该技术能够为****的文物和艺术品建立一个真实准确完整的三维数字档案,随时随地并且高保真的把这个数字模型再现为实物。**,3D打印技术取代了传统的手工制模工艺,在作品精细度、制造效率方面带来了极大的改善和提升。第三,该技术带来了大量的跨界整合和创造的机会,给艺术家们带来了更为广阔的创作空间,在文物和**艺术品的复制修复衍生品开发方面的作用尤为明显。

将3D打印技术应用于巧克力制作的英国Choc Edge Ltd公司创始人郝亮称,3D打印给我们带来很多自由的空间来做创意产品,“它可以成为一个高附加值的产品,一切取决于你的创意。”

生物3D打印市场空间大

当3D打印与医学影像建模、仿真技术结合之后,就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应

3D打印技术在生物医学中的应用,*神奇的无疑就是人工器官的制造。重要的是,通过使用病人自身干细胞打印的****,器官移植后基本不会出现排异反应。目前国际上已有共识,只有通过生物3D打印,才可能真正解决人体的器官移植问题。

在生物医学专题讨论中,杭州电子科技大学生物制造研究所教授徐铭恩直言:“生物3D打印是3D打印技术研究中*前沿的领域。”

为什么做生物3D打印?徐铭恩总结为两点:**,生物医学领域的市场规模特别巨大。“我想任何一项技术出来,有两个*赚钱的领域,一个就是医学、一个就是**。”徐铭恩如是说。根据美国卫生部调查,2009年,美国在医疗卫生方面的开支达2.5万亿美元,约占美国当年GDP的17.6%、国民收入的40%。美国卫生部进一步预测,到2018年,美国在医疗卫生方面的支出将达GDP的20.3%,市场空间非常巨大。

**,生物3D打印应用前景特别巨大。由于生物3D打印技术具有快速、准确,及擅长制作复杂形状实体的特性,使它在生物医学领域有着非常广泛的应用前景。由于每个人的身体构造、病理状况都存在特殊性和差异化,当3D打印与医学影像建模、仿真技术结合之后,就能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面产生巨大的推动效应。

杭州电子科技大学生物制造研究所近年一直专注于生物3D打印领域的研究和应用,主要是细胞3D打印技术。据介绍,细胞3D打印的应用领域有以下几方面:一是实验室领域,可为再生医学、组织工程、干细胞、癌症等领域提供很好的研究工具;**,可以为构建和修复组织器官提供新的临床医学技术;第三,开发全新的高成功率的技术。此外,细胞3D打印技术在**研发领域的应用也非常广泛。

3D打印应与传统工艺结合

3D打印与传统加工工艺不是取代的关系,而是结合的关系。比如,金属3D打印应与热加工相结合,反过来热加工也要与金属3D打印相结合

“3D打印与传统工艺相结合是3D打印的发展方向。”在工业制造专题演讲中,清华大学教授颜永年如是说。他是中国*早开始从事3D打印技术研究的权威学者。

在他看来,任何一项新技术的发展都不能脱离已有的技术孤立地发展,与原有技术互相补充是基本的发展理念。“3D打印与传统加工工艺不是取代的关系,而是结合的关系。比如,金属3D打印应与热加工相结合,反过来热加工也要与金属3D打印相结合。”

华中科技大学教授史玉升教授认为,中国制造业产值居世界首位,但想要长期保持优势地位,依靠传统技术难以为继,必须借助3D打印等先进技术。他认为,在中国制造业中,能够从起步阶段就与世界处于同一水平的只有3D打印。

在史玉升看来,工业级3D打印技术的意义在于:3D打印是提升我国**能力,实现从“中国制造”走向“中国创造”的重要途径;可极大地降低产品研发**成本,缩短**研发周期;简化制作,提高产品质量与性能;制造出传统工艺无法加工的零部件,极大增强了工艺实现能力;提高难加工材料可加工性,拓展了工程领域绿色的制造模式;变革传统制造模式,形成新型制造体系。

材料瓶颈制约3D打印发展

未来3D打印的真正发展将在**领域,而**打印材料的发展尚无法满足3D打印技术发展的需要。

理论上来说,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、金属,以及生物材料等。

然而,目前业内人士已普遍认识到,材料瓶颈已经成为限制3D打印发展的首要问题,因为未来3D打印的真正发展将在**领域,而**打印材料的发展尚无法满足3D打印技术发展的需要。

在昨日专设的“材料专题”上,深圳光华伟业董事长杨义浒说:“3D打印由设备、软件、材料等三部分组成,其中材料是不可或缺的环节,而现在业界主要研究的是设备和软件,对材料研究还不够重视。”

他认为,目前3D打印材料的问题表现在五个方面:**,可适用的材料成熟度跟不上3D市场的发展;**,打印流畅性不足;第三,材料强度不够;第四,材料对人体的**性与对环境的友好性的矛盾;第五是材料标准化及系列化规范等。

通过与设备厂商的交流,杨义浒发现,3D打印材料的发展离不开耗材的支持,好的耗材应具备4个方面的特点。其一,耗材应该无毒、环保;其二,材料性能要稳定,能够满足打印机持续可靠运行;其三,材料功能应该是越来越丰富,例如现在已对部分材料提出了导电、水溶、耐磨等要求;其四,经济性要好,客户用得起。

金属材料是工业级3D打印的主要原料之一。据专家介绍,金属材料的种类很多,比如强度钢用于注塑模具成形;不锈钢材料因为具有很好的抗腐蚀和机械性能、高强度的韧性,主要用其制造中空的手术器械、涡轮发动机,及涡轮发动机零配件;铝合金材料应用在航空航天、汽车制造领域,用于结构验证和设计验证;钛合金材料主要应用在航空航天领域。

研究3D打印金属粉末材料的浙江冶金研究院总经理顾小龙说:“目前国内的3D打印金属粉末是由国外厂家垄断的,外国厂商在销售3D打印设备的时候,基本上就搭售了粉末产品,价格也比较贵,限制了国内3D产业的发展。而且,3D打印对粉末材料的粒度分布、松装密度、氧含量要求也非常高,国内3D产业需要快速发展的话,金属粉末材料的国产化尤为迫切。”