無(wú)孔不入的3D打印
這一制造技術(shù)是否真如設(shè)想中那么美好？我國(guó)與世界先進(jìn)水平有哪些差距？產(chǎn)業(yè)前景又在哪里？熱鬧之后，還需深思。
5月29日—31日，2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)在北京召開(kāi)，再一次把這些問(wèn)題推向前臺(tái)。
3D打印上世紀(jì)80年代誕生于美國(guó)，學(xué)名是“增材制造”，是將材料一次性熔聚成型的制造方式，與傳統(tǒng)對(duì)原材料進(jìn)行切削等的“減材制造”方法相反。
“與蓋樓過(guò)程一樣，3D打印也是從地基建起，通過(guò)打印材料的層層疊加，最終形成一個(gè)完整的立體物品。”華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授史玉升說(shuō)，理論上，塑料、金屬、陶瓷、沙子等材料做成粉狀物后都可以用作打印的“墨水”。
新產(chǎn)品在實(shí)際制造成型后，可能與原設(shè)計(jì)有出入，因此量產(chǎn)前常常需要樣品驗(yàn)證，3D打印正好發(fā)揮了其在單件或小批量生產(chǎn)上的優(yōu)勢(shì)。另外，3D打印在高端尤其是復(fù)雜零件加工上有較大潛力。傳統(tǒng)制造方法需要經(jīng)過(guò)開(kāi)模具、鑄造或鍛造以及精加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)料。而3D打印的一次成型技術(shù)，能夠打印出設(shè)計(jì)好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，節(jié)約了材料，降低了零部件的研制周期和成本。
在西方國(guó)家，3D打印技術(shù)可以打印出個(gè)性化的假牙、假肢，在醫(yī)療健康領(lǐng)域已經(jīng)取得成效。不過(guò)，“假”的東西并不能讓人們滿(mǎn)足?！拔磥?lái)3D打印技術(shù)一個(gè)前沿方向是研究如何打印‘活’的人體‘零件’。”史玉升說(shuō)，只要能找出與人體相容的材料，打印出網(wǎng)狀物，再把人體的細(xì)胞放上去培養(yǎng)，就能制造出真正的人體組織了。
不過(guò)，當(dāng)前打印人體器官還只是一種科學(xué)愿景，這依賴(lài)于打印材料和技術(shù)上的突破，并需要開(kāi)展生物、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科來(lái)交叉研究。
雖然還有不小差距，但3D打印技術(shù)已經(jīng)算是我國(guó)制造行業(yè)與國(guó)外先進(jìn)水平差距很少的技術(shù)之一，部分領(lǐng)域幾乎同步，在某些方面還具有自身特色和一定的優(yōu)勢(shì)。北京航空航天大學(xué)的王華明教授曾打印出世界上最大的鈦合金復(fù)雜構(gòu)件，產(chǎn)品整體性能遠(yuǎn)超鍛件。
史玉升認(rèn)為，中國(guó)要從制造業(yè)大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)，依靠當(dāng)前加工型的、技術(shù)含量低的生產(chǎn)手段難有根本改觀(guān)，國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)研究的支持。
據(jù)了解，我國(guó)從去年底已經(jīng)啟動(dòng)了中國(guó)工程院增材制造咨詢(xún)項(xiàng)目，為未來(lái)中國(guó)3D打印技術(shù)發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。