3D打印產(chan) 業(ye) 發展至今,已經逐漸成長為(wei) 可以滿足工業(ye) 生產(chan) 、實現製造業(ye) 轉型的重點產(chan) 業(ye) 。3D打印技術衍生的設計、軟件、材料、數字製造等新的產(chan) 業(ye) 鏈,正在逐步優(you) 化傳(chuan) 統製造,構建全新的製造生態。不過,在行業(ye) 快速成長的同時,我國3D打印技術與(yu) 人才建設的短板成為(wei) 產(chan) 業(ye) 更上層樓的重要阻礙,解決(jue) 人才培養(yang) 問題,成為(wei) 行業(ye) 發展的當務之急——
日前,以“3D打印重新定義(yi) 製造業(ye) ”為(wei) 主題的第五屆世界3D打印技術產(chan) 業(ye) 大會(hui) 在廣東(dong) 佛山市南海區大瀝鎮舉(ju) 行。3D打印技術又叫“增材製造技術”,起源於(yu) 快速成型技術。目前,國內(nei) 3D打印技術主要“擁抱”家電及電子消費品、模具檢測、醫療及牙科正畸、文化創意及文物修複、汽車及其他交通工具、航空航天等產(chan) 業(ye) 。
發展提速市場廣闊
大會(hui) 期間,惠普公司和廣東(dong) (大瀝)3D打印協同創新平台宣布全新工業(ye) 級3D打印定製中心正式在廣東(dong) 落地。新成立的蘭(lan) 灣智能—惠普3D打印技術批量化定製中心將部署10台惠普MultiJetFusion3D打印係統,打造國內(nei) 最大的3D打印工業(ye) 互聯網平台,滿足工業(ye) 級生產(chan) 對於(yu) 3D打印速度、成品質量及經濟適用性的高要求,為(wei) 佛山市汽車、消費品和摩托車客戶及大灣區其他行業(ye) 的客戶提供大規模批量化生產(chan) 服務,每年能夠為(wei) 2萬(wan) 多家中小製造業(ye) 企業(ye) 提供從(cong) 設計端到應用端,從(cong) 應用端到產(chan) 品端的配套服務,推動傳(chuan) 統製造業(ye) 企業(ye) 加快“研發—設計—創造”的進程。
據中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟創始人兼執行理事長羅軍(jun) 介紹,2012年,中國3D打印市場規模為(wei) 1.61億(yi) 美元;到2016年,中國3D打印產(chan) 業(ye) 規模已達11.87億(yi) 美元,複合增長率為(wei) 49.11%。“3D打印作為(wei) 一項全新的製造技術,在及時製造、複雜製造、個(ge) 性化製造、特殊環境下製造、任意製造等方麵具有獨特優(you) 勢。它所衍生的設計、軟件、材料、數字製造等新的產(chan) 業(ye) 鏈,正在逐步優(you) 化傳(chuan) 統製造,構建一個(ge) 全新的製造生態。”羅軍(jun) 說。
放眼全球市場,3D打印將推進全球12萬(wan) 億(yi) 美元傳(chuan) 統製造業(ye) 市場發展。鑒於(yu) 產(chan) 業(ye) 政策與(yu) 財政政策的支持,初步預計,到2022年我國3D打印市場規模將有望達到61.9億(yi) 美元左右。
細分行業(ye) 潛力無限
生物3D打印,指以生物醫用材料及細胞為(wei) 新型離散材料,通過技術設計,快速生產(chan) 出醫療相關(guan) 產(chan) 品。當前,生物3D打印可以劃分為(wei) 4個(ge) 層次:醫療輔助模型,做人工假體(ti) ,做組織工程的支架,做活細胞打印和人工器官。預計到2024年,3D打印醫療市場規模將達到96.39億(yi) 元。
據北京大學第三附屬醫院大外科主任劉忠軍(jun) 介紹,北京大學第三醫院已成功完成世界首例3D打印脊椎植入手術。劉忠軍(jun) 認為(wei) ,如果把微孔假體(ti) 作為(wei) 載體(ti) ,還可以把3D打印技術變成4D打印技術,即增加一些藥物局部作用、豐(feng) 富功能,這將成為(wei) 生物3D打印技術未來發展趨勢之一。
在生物材料和組織工程方麵,據南方醫科大學教授黃文華介紹,適用於(yu) 3D打印技術的生物材料已經成為(wei) 研究熱點,3D打印技術可以大大減少醫療成本,市場空間巨大。比如,通過三維掃描技術和3D打印技術私人定製的醫療護具,能夠與(yu) 人的骨骼肌肉完美契合,一套3D打印的護具可能隻需要2000元左右,比市場上幾萬(wan) 元甚至十幾萬(wan) 元的醫療護具效果更好。
對於(yu) 鑄鍛行業(ye) 而言,製造流程需要鑄鍛、焊銑分開,需要很多的工序和裝備,而且時間長汙染大。華中科技大學教授張海歐介紹,通過3D鑄鍛銑合一製造技術,可以獲得比傳(chuan) 統鍛造更優(you) 越的鍛造性能。
在金屬3D打印領域,目前主要有鋪粉和送粉兩(liang) 種模式。據華南理工大學教授楊永強介紹,鋪粉激光選區熔化是由一個(ge) 模型,經過切片軟件輸送到機器裏,進行選區或者選擇性熔化,然後一層一層堆積起來,可以做成內(nei) 部結構非常複雜的零件。楊永強認為(wei) ,如果將增材和原位減材技術結合起來,將是非常好的發展趨勢,實現製造手段的提質增效。
技術人才亟待補強
雖然3D打印技術不斷發展,行業(ye) 規模不斷擴大,但人才短缺的難題始終困擾著行業(ye) 更進一步。
“招人非常困難,目前行業(ye) 人才供給明顯不足,特別是有工作經驗的中高級人才匱乏。從(cong) 業(ye) 者普遍缺乏3D打印專(zhuan) 業(ye) 技能,入職再培訓、再就業(ye) 工作艱巨。”羅軍(jun) 說。
羅軍(jun) 認為(wei) ,一定要從(cong) 教育入手,培養(yang) 更多3D打印工程師。通過和國際頂尖科研機構加強合作,共建實驗室、研發中心、研究院,解決(jue) 我國3D打印行業(ye) 核心技術、核心人才短缺的難題。
目前,全球3D打印應用市場幾乎一半被美國占據,30%在歐洲,我國不足10%,仍然缺乏頂層設計、缺乏核心人才、缺乏深度應用。英國皇家工程院院士、曼徹斯特大學先進激光工程中心主任李琳認為(wei) ,3D打印技術對推動我國傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 轉型升級意義(yi) 非常重大,要大力推廣3D打印的示範應用和科學普及,及時跟蹤國際發展動態,加強國際合作。
我國現有的教育體(ti) 係中,還未設置3D打印的本科專(zhuan) 業(ye) ,隻是在研究生階段開始設置,未來需要建設全方位的教育體(ti) 係。香港科技大學工學院副院長李宗津認為(wei) ,目前3D打印提到的很多問題都是技術層麵的,需要把技術問題提煉出來,讓博士生等更高層次人才集中精力去攻克。
蘇州無限三維科技產(chan) 業(ye) 有限公司總經理何斌認為(wei) ,3D打印產(chan) 業(ye) 的人才培養(yang) 應該從(cong) 實踐入手,希望廣大3D打印產(chan) 業(ye) 企業(ye) 家主動作為(wei) 。“隨著蘭(lan) 灣智能和惠普3D打印批量化中心平台的落成,這兩(liang) 天有來自於(yu) 廣州白雲(yun) 學院的12位實習(xi) 生能接觸到先進設備,進行設備操作和調試實踐,激發了他們(men) 的學習(xi) 精神。希望更多學生能夠從(cong) 實踐的角度來重新認識3D打印,重新發掘3D打印更多的內(nei) 涵,找準自己的發展方向。”何斌說。
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