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当3D打印遇上智能制造_中国信息报
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更新时间:2015年11月17日 09:10:34

当3D打印遇上智能制造

——3D打印与先进制造论坛综述
□ 本报记者  陈怡凤\文    

    3D人体微缩模型、3D打印牙齿、3D无人机配件……日前,一批制作周期仅需1-2天、设计便捷且价格亲民的3D打印产品及设备在位于无锡新区的长三角3D打印创新中心进行了展示。
    “从ABS(一种用途极广的热塑性工程塑料)到PLA(聚乳酸,新型生物降解材料),3D打印的原材料越来越环保,也越来越满足精细化和稳定性的要求了。展出的新型工业级3D打印机已经可以直接生产小批量产品、配件以及功能性测试零件等产品了。”由西锐三维等无锡本土科创企业研发的一系列3D打印整体解决方案以及相关设备、原材料等,不时引来参观专家和记者们的赞叹。
    随着3D打印技术的迅猛发展和其战略地位的显著提高,此次展出的产品和技术还只是产业发展的冰山一角。在日前举行的“2015长风论坛:3D打印与先进制造”上,工信部人才交流中心主任王希征表示:“中国制造2025”战略部署,将发展智能制造上升为国家战略,3D打印则是加快发展智能制造的重要实施途径。”
    3D打印为智能制造提供了一个方向
    当前,世界范围内的新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,与我国工业转型升级形成历史性交汇。从国家层面看,制造业作为国民经济的基础和支柱产业,迫切需要在新一轮的发展浪潮中找到屹立不倒的变革之道。
    “3D打印既为先进制造业发展指明了一条路径,也为传统制造业转型升级指出了一个方向,已成为全球先进制造业的又一风口。”工信部信息化和软件服务业司两化融合处处长王建伟介绍道。
    细数《中国制造2025》规划,其中共有5处出现了“3D打印”,并且在“战略任务和重点”部分明确提出了“围绕增材制造等领域创新发展的重大共性需求,形成一批制造业创新中心,重点开展行业基础和共性关键技术研发、成果产业化、人才培训等工作”,3D打印和高档数控机床也被列入要突破的十大重点领域之一。在今年8月李克强总理主持举办的国务院专题讲座中,也专门就“先进制造与3D打印”主题进行了讨论,其重要地位可见一斑。
    未来3D打印将更趋向于智能数字化
    在《中国制造2025》的图景之下,3D打印和智能制造等先进制造技术的碰撞将会产生怎样的火花?这个核心议题的答案对于参加此次“长风论坛”的政府、企业和研究机构的相关人士来说,具有强烈的吸引力。
    传统制造是从大型材料通过切割等方式,减去多余部分而得到产品,而3D打印则是通过建造数字模型,运用各种材料,逐层打印叠加的方式来构造产品。
    在台湾科技大学机械系教授兼工学院院长郑正元教授看来,3D打印不仅将从根本上改变传统的减材制造工艺模式,更意味着开启了一个以智能数字化为代表的崭新的时代。尤其是在商业领域,未来3D打印将更快、更精细,工业化上的应用更丰富,打印的原材料将更具功能性。
    根据与会专家援引的例子,从太空船和航母的零配件、人体的骨骼再到个性化的艺术品,世界范围内的多个专业化团队已经实现了将这些“物件”数字化的过程,英特尔公司甚至已经率先推出3D打印机器人Jimmy,这些都为未来的3D打印继续向智能化发展打下了坚实的基础。
    因此,一种可能的趋势是:未来3D打印、物联网、云计算、大数据、移动互联等技术将在高度融合之下形成一个全新的体系或者平台,智能与数字化也将成为技术之间彼此连接的纽带。
“小”技术将带来大效益
    数百年前,当德国的约翰内斯·古登堡发明活字印刷术的时候,他或许不曾想到,他的一项看似微小的技术创造,竟会引发西方国家的一次媒介革命,并迅速地推动西方科学和社会的发展,成为与东方的毕升相比肩的历史巨人。
    同样的,在3D打印技术与智能生产等先进制造高度融合之后,其产生的巨大的经济效益和社会效益亦将大到难以想像。根据世界著名3D打印技术咨询公司Wohlers2015年发布的报告,“2014年全球3D打印产品和服务市场增长35.2%,达到41亿美元”。
    以航空航天领域为例,相比传统的加工方式,3D打印技术在制造效率、制造精度、结构复杂度、力学性能等方面都有着不小的优势。上海市增材协会会长、上海复杂金属构件增材制造工程技术中心总经理、上海航天设备制造总厂增材制造中心主任王联凤提出:3D打印技术将成为了航空航天领域需求最迫切的增材制造技术,一些高精度、强性能的3D打印零件正在成为火箭、战斗机、导弹等多个高科技航空航天产品的新宠。“未来,3D打印技术还将广泛应用于战地修复系统以及太空技术领域之中。最终目标将是,就地资源利用进行太空制造构想。”
    而在医疗领域,“3D打印将让医疗发挥不可估量的价值!”在演讲中,世界知名骨科教授Mahmoud A.Hafez结合他丰富的社会阅历和专业研究坚定地表示。他带来了自己在国外临床实践中使用3D打印进行全膝置换手术的经验,以及3D打印在牙齿与动物假体中应用的成功案例。
    东华大学教授、上海“千人计划”特聘专家鲁希华的一系列案例也充分佐证了Mahmoud教授的观点。“3D打印新型医用高分子器件,如3D打印再生器官、3D打印可控释放囊和可控释放药片等已成为现实。化妆品公司欧莱雅(L'Oreal)也已与芝加哥生物打印初创公司Organovo共同研发利用3D打印技术制造的活体皮肤——这意味着,在测试产品毒素和效用阶段,人造皮肤将取代人类皮肤进行实验。
    尽管当前的3D打印仍然存在一些发展的瓶颈,如原材料的性能制约、相关研发和应用人才的缺乏材料等等,但我们有理由相信,当3D打印遭遇智能制造,一场颠覆性的制造业革命似乎已经近在眼前。

 
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