經過7月8-10日三天的精彩展期，第六屆亞(ya) 洲3D打印、增材製造展覽會(hui) TCTASIA2020，終於(yu) 在上海新國際博覽中心落下帷幕。

在TCT亞(ya) 洲展舉(ju) 辦的同期，TCT科技講台與(yu) 亞(ya) 洲峰會(hui) ，也如約和觀眾(zhong) 見麵。來自上汽大眾(zhong) 、東(dong) 風汽車、一汽大眾(zhong) 、空中客車和成立航空等眾(zhong) 多OEM廠商以及來自複旦大學、空軍(jun) 工程大學和中國航空製造技術研究院的專(zhuan) 家們(men) 分別從(cong) 應用和學術等不同方向為(wei) 觀眾(zhong) 介紹了增材製造在不同領域的發展現狀以及存在的問題。

沈衛東(dong) 車身研發高級總監， 教授級高級工程師， 上汽大眾(zhong) 汽車有限公司

3D打印技術起源於(yu) 上世紀80年代末，它的出現顛覆了傳(chuan) 統的製造技術。由於(yu) 其集概念設計、技術驗證與(yu) 小批量製造於(yu) 一體(ti) ，為(wei) 縮短汽車設計研發的後期，提高新產(chan) 品的成熟度，快速推出新車型，降低產(chan) 品開發成本和全新設計理念的汽車研發提供了高附加值的可能。

目前在汽車製造領域，3D打印技術可用於(yu) ：前端產(chan) 品研發，工裝的夾具、檢具製造和個(ge) 性化定製和改裝。

造型是產(chan) 品研發最前端的環節，傳(chuan) 統的造型模型有一個(ge) 缺點，那就是與(yu) 實車效果相去甚遠，這導致造型的效果大打折扣。使用3D打印技術，保證了造型模型可以做到和實車一模一樣，從(cong) 而更好地評判造型效果，確定造型方案。

另外，3D打印技術在產(chan) 品研發中還被大量運用於(yu) 零件的結構設計和技術驗證。一個(ge) 簡單的例子——汽車座椅，如何既舒適又保證強度？我們(men) 在前期做好一個(ge) 方案之後，馬上通過3D打印技術做一個(ge) 樣品，通過樣品來評價(jia) 。這樣的結果是模具工裝的投入降低，同時把製造的時間縮短70%，還能減重15%，優(you) 化的設計更是提高了產(chan) 品的成熟度。

3D打印技術也在顛覆車身設計的思維。比如說在傳(chuan) 統的製造工藝下，一些圓角是沒法做出來的，但是3D打印技術就可以完美地解決(jue) 這些問題。一些以前製造所不敢想象的毛坯件，還有輕質材料都可以用3D打印來替代傳(chuan) 統工藝來解決(jue) 。

3D打印用於(yu) 工裝夾具和檢具的製造。我們(men) 長沙的總裝工廠就曾經碰到一個(ge) 問題，怎麽(me) 快速去控製平整度？這個(ge) 時候用傳(chuan) 統的三坐標測量機是無法完成的，我們(men) 就想到了用3D打印技術做幾個(ge) 快速的非標檢具，很快就解決(jue) 了問題。可以說，隻要掌握3D打印這門技術，就可以把它應用在各個(ge) 方麵，不一定是產(chan) 品研發，還可以用在製造部，甚至還可以用在設備維修方麵。

3D打印技術用於(yu) 個(ge) 性化定製。比如說打印一些的客戶喜歡小玩具放在儀(yi) 表盤內(nei) ，隻要零件不是安全件，都可以做，從(cong) 接受客戶的訂單到交貨一般都能在一周內(nei) 完成。

對於(yu) 有興(xing) 趣嚐試3D打印技術的汽車製造商來說，如何實現增材製造從(cong) 概念到可以被安裝在實車上的一個(ge) 個(ge) 零件的進程？這裏我們(men) 可以參考戴姆勒的三步走的策略。第一步是在一個(ge) 龐大的零件的數據庫裏麵，分析、找到適合於(yu) 3D打印的零部件；第二步是概念驗證，驗證篩選出來這些零件，在經濟性以及技術方麵是不是可行？第三步就是利用3D打印來實現數字化的零部件生產(chan) 。

綜上所述，現在通過3D打印技術，我們(men) 可以實現汽車工業(ye) 的高附加值的應用，關(guan) 鍵是我們(men) 一定要學會(hui) 怎麽(me) 去利用這樣一個(ge) 先進的技術。

陳剛教授，複旦大學

隨著技術的發展,近年來3D打印技術在醫療器械領域已獲得應用上的突破。這主要是因為(wei) 個(ge) 性化醫療需求日益顯著,而在市場上鮮有標準化量產(chan) 產(chan) 品,而3D打印體(ti) 現出來的個(ge) 性化、小批量和高精度正好滿足了這一需求。

目前3D打印在生物醫藥中的應用主要有：骨科、齒科、器官和組織以及生物傳(chuan) 感器幾個(ge) 領域。其中，骨科和齒科已經是3D打印發展較為(wei) 成熟的兩(liang) 個(ge) 領域。

3D打印解剖模型在骨科手術的使用已被廣泛證明是有益的。在脊柱手術治療中，最重要的是準確置釘，減少手術並發症，頸椎的椎弓根細小，置釘難度大，手術過程易出現並發症，而3D打印的導板能有效解決(jue) 上述問題。導向器輔助下的椎弓根定位準確，使用方便，可減少螺釘的偏離。在脊柱側(ce) 彎的手術中，3D打印機可視化技術更能直接測量畸形的角度，分析螺釘植入的最佳方案。

對於(yu) 骨科植入物來說，模仿骨骼的特性使其在體(ti) 內(nei) 的利用率最大化非常重要，而3D打印的金屬細胞支架如下的特性是模仿骨骼性能成為(wei) 可能：具有生物相容性能使支架上的細胞自然生長，在植入區域與(yu) 現有的組織具有機製相似性、有適當的孔隙率給細胞提供適當的營養(yang) 以及廢物的傳(chuan) 輸通道、擁有能吸引細胞附著及在其表麵生長的表麵形態。

齒科3D數字化解決(jue) 方案利用模型及口內(nei) 3D掃描技術采集數據，通過齒科CAD軟件輸出設計，最終通過光固化3D打印技術生產(chan) 工作模型、正畸模型、種植模型、種植導板、蠟型冠橋、支架等，或利用金屬3D打印直接打印金屬冠橋和支架，製作固定活動的修複體(ti) 。

毫無疑問，3D打印技術給齒科帶來了更高精度、更低價(jia) 格的產(chan) 品。但也應該看到，打印材料是在牙科領域推廣應用的瓶頸。目前在牙科市場上應用最為(wei) 廣泛的製造材料有以下幾種：陶瓷、鈷鎘合金、樹脂、氧化鋯、鈦合金等。目前仍未有和人體(ti) 牙齒各項性能均匹配的材料，未來或許在材料的探索中仍存在潛力。

人體(ti) 器官的壞死和病變等引發的器官移植一直是臨(lin) 床的一大難題。一方麵，找到合適的捐獻器官並不容易；另一方麵，來自不同個(ge) 體(ti) 的器官容易引發不同程度的排斥反應，最終導致植入失敗。因此，人工製造複合需求的人體(ti) 組織器官是臨(lin) 床亟待突破的問題；以特定組織的功能細胞或多功能幹細胞結合定向分化誘導因子作為(wei) “墨水”，打印出一層細胞組織結構，隨後采用3D成型技術進行製造，層層疊加，最後形成立體(ti) 的細胞組織架構，也就是臨(lin) 床所需的人工組織和器官。

生物傳(chuan) 感器簡單來說，就是將生物敏感物質的濃度轉化為(wei) 電信號的一種檢測儀(yi) 器。它能實現對人體(ti) 內(nei) 一些生物活性物質，如酶、抗體(ti) 、抗原、微生物、細胞、核酸等的“即時檢測”（POCT）。

未來十年，生物傳(chuan) 感器的發展不再是像智能手表或者健身手環那樣，而是通過3D打印技術實現的個(ge) 性化需求。常用的生物傳(chuan) 感器3D打印技術包括擠出、光固化打印及噴墨打印。

周鑫副教授，空軍(jun) 工程大學

對於(yu) 大國空軍(jun) 來說，單個(ge) 基地動輒數千架飛機，老型號、小批量或引進裝備的保障成為(wei) 一大難題。無論美國、俄羅斯還是中國空軍(jun) ，都麵臨(lin) 著配件/備件短缺、傳(chuan) 統製造成本過高等問題。而針對這一係列問題，快速反應的增材製造技術幾乎是最優(you) 選擇。

但是，應當看到，任何高科技的產(chan) 品/技術在使用、發展到一定階段後都會(hui) 麵臨(lin) 一個(ge) 死亡陷阱。如果它不能得到大眾(zhong) 的接受以及進一步擴大其應用範圍，那麽(me) 它很有可能就會(hui) 麵臨(lin) 著“死亡”的命運。

而增材製造現在正麵臨(lin) 著這樣的命運：

首先，增材製造的核心技術有待突破。增材製造的核心包括原材料、製造設備、設計和工藝軟件。

①原材料主要有：金屬粉末、液態光敏樹脂、高分子顆粒等，不僅(jin) 種類有限，且製造的精度、複雜性、強度都亟需提高，目前國內(nei) 使用的高端原材料都隻能依賴進口；

②製造設備的關(guan) 鍵器件，如激光器、掃描振鏡、噴頭、精密光學器件等大部分都來自進口；

③製造設備的性能也有待提高，尤其在精度、速度和效率穩定性方麵；

④目前主流的設計軟件（如SolidWorks、UG、ProE、AutoCAD）和工藝軟件（如Magics和Minics）基本由國外壟斷。這些因素導致目前增材製造應用價(jia) 格昂貴。

其次，相關(guan) 行業(ye) 標準體(ti) 係不健全。增次製造技術發展迅速，然而已發布的標準卻非常有限。由於(yu) 沒有標準規範，即使用同一個(ge) 三維模型，不同生產(chan) 商設備製造的產(chan) 品都不盡相同，這使得該技術的大範圍推廣使用受到了製約。

再次，材料和產(chan) 品性能有待認證或鑒定。增材製造技術作為(wei) 一項新技術，其產(chan) 品性能、質量、精度、可靠性等方麵都備受質疑，即使是同一台設備在不同環境下打印出的不同批次的產(chan) 品都有可能存在差異。3D打印技術的可重複性和環境適應性都有待進一步提升。

最後，增材製造技術數據庫遠未建立。增材製造是建立在三維建模基礎上的，每個(ge) 產(chan) 品都有對應的三維模型數據。要實現裝備現場的快速維修，需要有相應的數據庫支撐。這個(ge) 數據庫需要裝備、研、產(chan) 等多方支持，而航空裝備的種類很多，零配件型號各異，建立數據庫的工作量並非一朝一夕可以完成。