3D打印技術:國家性戰略正在研究,單打獨斗局面或改變
在首屆“上交會”上,觀眾在凝視一些3D打印產品。早報記者 王辰 圖
3D打印技術被外界寄予厚望。具體談到3D打印技術對中國制造業的影響,西安交通大學機械學院院長、中國工程院院士盧秉恒昨日在上海出席首屆中國(上海)國際技術進出口交易會時直言,“這一技術首先肯定不會創造那么多GDP(國內生產總值)”,但它的延伸可以帶來很多GDP。3D打印技術就像中國制造業的牛鼻子,而中國制造業目前正缺少這個牛鼻子。
在同一場合,西北工業大學凝固技術國家重點實驗室主任黃衛東教授透露,關于3D打印技術的國家性戰略正在研究制定中,國內占據3D打印技術研究前沿的幾所高校也正在積極提出各自的建議。
中國起步不晚,重視不夠
3D打印技術是增材制造技術的俗稱,其利用專業材料,按3D CAD文件(或其他三維數據)制造原形,生產最終產品。與傳統制造方式不同,3D打印技術是把三維CAD進行兩維的組合,通過打印頭移動打印材料,層層疊加,最終形成一個整體的立體物品。
值得注意的是,3D打印技術在中國的起步并不晚,在醫學使用上雖不如國外已將3D打印拓展到人造耳朵、人類胚胎干細胞范圍等那么高端,卻也實現了基本的骨骼打印。
盧秉恒介紹,上世紀90年代,中國就有西安交通大學、華中科技大學和清華大學等高校涉足3D打印領域的研究。他說,上述三所大學的研究方向各有側重,西安交通大學主要是研究光固化技術,華中科技大學的優勢在于粉末燒結技術,清華大學做的是塑料堆積技術。
“中國1993年、1994年開始做3D打印技術,美國是1986年、1987年開始做,中國只晚了幾年。”盧秉恒認為,中國的技術實際上已經接近世界先進水平,但落后于歐美,落后的原因并不是研發時間晚了幾年。
“美國企業介入3D打印技術較多,研發實力較強,我們當時只是幾所大學在搞研發,沒有創新力和產業鏈,技術研發集中在設備上,材料和軟件沒配套,各家都是單打獨斗。”正如盧秉恒所言,國內企業在研發上投入少,底子薄,資金少,制約了研發投入。
此外,政府的支持力度也不夠。
盧秉恒告訴早報記者,在上世紀九十年代中期,中國政府對3D打印技術大概支持了兩三千萬元,后來資金支持就斷了,在3D打印技術上的投入很少很少,直到去年才又重視起來。
有業內人士打趣道,“是奧巴馬給中國官員上了一堂課,奧巴馬政府說要占領制造業的高端,要輪到中國人為自己的制造業感到擔憂。”
2012年,美國政府正式宣布建立國家增材制造創新機構,推動3D打印技術向國家主流制造技術發展。2012年12月,中國工信部副部長蘇波表態將推動3D打印產業化。
主要應用在航天航空
3D打印高企的成本,是其普及的障礙之一,目前這一技術主要應用在工業領域,例如航天航空和汽車制造,人們在期待技術量化生產的到來。
“3D打印技術是解決個性化需求的一種技術,目前最重要的是產品開發階段,還沒定型。但要宣傳推廣,看看市場反應。”盧秉恒認為這一點對中國特別重要,中國制造能力已經很強,比如鋼鐵,產量世界最大,但個性化產品總是開發不出來。
“中國企業家以前都是注重大批量、市場面大的產品,以量取勝,不注意個性化需求和高端產品開發。”盧秉恒說,這導致原材料和能源消耗大,造成環境惡化,發展不可持續。一方面制造能力過剩,另一方面產品品種不足。
上述業內人士亦表示,3D打印技術的優勢體現在新產品的設計和開發階段,在制造上沒有優勢。
據該人士介紹,3D打印機價格隨著打印材料和規格的不同而不同。打印塑料制品的打印機只需幾千元,例如西安交通大學推出的一款家用打印機售價僅為6800元。打印樹脂制品的設備價格在40萬到200萬元。打印金屬制品的設備價格在350萬到1500萬元。
國內現狀:都在單打獨斗
盧秉恒被稱為中國3D打印之父,其直言3D打印在國內發展的困難不少。
“我們需要創新科研機制的支撐。現在幾所院校都在各自領域研發自己的東西,設備要自己設計,軟件要自己開發,材料要自己去弄,工藝要自己研究,都很費勁,發展很慢。”盧秉恒認為,研發機構應該各有分工,相互互補。
除了科研機構的單打獨斗,國內3D打印技術還面臨打印材料的難題。
簡單的例子是光面樹脂的研發。據盧秉恒介紹,這一原料在國內的研發異常艱難。原料研發時間長,一些材料的配比難以掌握,實驗需要的材料要從國外進口。
“一桶材料兩百多公斤,價值幾萬元,還往往存在不合適配比而作廢的風險。”盧秉恒建議,像3D打印技術這種基礎性強、前沿性強的技術,國家應加大對高校和科研院所的支持,同時支持企業介入研發。
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