中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟顧問楊永強：3D打印技術炒得太熱，期望過高

　　4月1日，中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟顧問、華南理工大學教授楊永強接受《東(dong) 方早報·上海經濟評論》的記者采訪時表示，由於(yu) 3D打印個(ge) 性化製造的特點，在生物醫療領域的應用前景很廣。但時下社會(hui) 對3D打印技術的期望太高，3D技術還處於(yu) 一個(ge) 初級階段，需要政府、各行各業(ye) 資金和人力資源的投入，研發很多相關(guan) 技術，大概5到10年後將是它的輝煌時代。

原理：就像搭積木

　　上海經濟評論：能簡單地講下3D打印技術的原理麽(me) ？用門外漢容易理解的方式。

　　楊永強：3D打印技術是一種通俗的說法。3D打印專(zhuan) 業(ye) 術語叫做增材製造（Additive Manufacturing），是一種根據三維數據模型累加材料製造實體(ti) 零件的方法，通常是一層一層的疊加，與(yu) 其相對應的是去除加工。它是以三維的數據模型為(wei) 基礎，首先在計算機中設計一個(ge) 數字化的模型，這個(ge) 模型是立體(ti) 的實物，比如一條輪船，然後把這個(ge) 物體(ti) 用計算機的特殊軟件分割成很多很小的單元，先做成二維的，把二維的累積在一起就成三維的了。通俗地講，就是我們(men) 把原來是立體(ti) 的東(dong) 西分割成很多個(ge) 小單元，3D打印就是把小單元,比如層片材料製造好之後，像搭積木一樣累積起來變成一個(ge) 立體(ti) 的、三維的東(dong) 西。

　　上海經濟評論：現在可以打印出多種材質的組合物嗎？比如完整的一輛汽車？

　　楊永強：多種材料3D打印技術目前還屬於(yu) 前瞻性前沿技術，還沒有發展到成熟階段。你剛提到的多種材料的3D打印理論上是可以的，現在也有些設備是可以做兩(liang) 種材料，但是還不能說所有的材料組合都能做，目前還處於(yu) 技術研發階段。

　　上海經濟評論：你是何時開始關(guan) 注3D打印技術的？

　　楊永強：我本人之前是從(cong) 事焊接和激光加工的，在2001年，我在德國弗朗霍夫激光技術研究所做訪問學者，與(yu) 他們(men) 一起研究金屬打印設備原型機。2002年回國以後我們(men) 繼續進行金屬打印設備和工藝研究，已經堅持做了10多年研究工作。3D打印技術所涉及的材料很多，不同的材料打印技術差別很大。之前我們(men) 是從(cong) 事焊接技術研究，所以我們(men) 的專(zhuan) 長是研究金屬零件的打印成型。

　　我們(men) 開發的3D打印設備的關(guan) 鍵元器件是從(cong) 國外進口，但是核心的機械結構、設計、控製、材料是我們(men) 自己研發。準確地說我們(men) 學校在精密金屬零件3D打印設備和技術有特色，處於(yu) 國際先進、國內(nei) 領先水平。

　　上海經濟評論：材料是3D打印的瓶頸，國內(nei) 在材料技術研發方麵是什麽(me) 狀況？未來需要攻克的難題有哪些？

　　楊永強：材料的確是大規模產(chan) 業(ye) 化的一個(ge) 瓶頸，開發一種3D打印的專(zhuan) 用材料需要的成本很高，而之前的市場很小，所以國內(nei) 的企業(ye) 一般都不會(hui) 做這個(ge) 。現在大家對這個(ge) 也比較重視，我相信慢慢會(hui) 有人做起來。

　應用：航空航天和醫學領域前景廣

　　上海經濟評論：國際上3D打印技術最尖端的應用是在哪個(ge) 領域？

　　楊永強：一個(ge) 是航空航天，一個(ge) 是生物醫學。國外做到了非常核心的東(dong) 西，比如非常複雜的發動機核心部件，而國內(nei) 在航空航天領域還是處於(yu) 打印毛坯件的水平。

　　另外，生物醫學方麵將來的應用前景更可觀些。國外已有技術可以打印細胞，雖然這個(ge) 是有預先性的，不是馬上可以做。比如，如果一個(ge) 人的肝髒損壞了，可以提取這個(ge) 人的肝髒細胞去培養(yang) ，然後將細胞分成一個(ge) 一個(ge) 的，之後像打印機的噴頭一樣，打印出一個(ge) 肝髒，在特殊的環境下培養(yang) 讓其存活，最後將其植入到人體(ti) 中。

　　據說美國已經有人用3D打印技術成功製造了人造膀胱，當然，這項技術離臨(lin) 床應用還有距離，還處於(yu) 試驗階段，因為(wei) 醫學方麵的應用還需要許可和批準。

　　上海經濟評論：歐美最好的3D技術研究室有哪些？你們(men) 和他們(men) 之間有合作交流過嗎？

　　楊永強：在設備方麵，技術最好的是企業(ye) ，像德國的幾家公司如EOS，SLM-Solution，ConceptLaser，還有美國的3D System等。這些是企業(ye) ，它們(men) 有自己的研究室，主導著設備的關(guan) 鍵技術。至於(yu) 工藝和應用研究，位於(yu) 德國亞(ya) 琛的弗朗霍夫激光技術研究所（ILT）、漢堡的北方激光中心（LZN）以及美國奧斯汀大學有個(ge) 研究所也在做這個(ge) 。我們(men) 與(yu) 德國的研究所學術交流比較多，每年弗朗霍夫激光技術研究所的所長Poprawe教授都會(hui) 來中國做學術交流。

　　德國在金屬材料方麵最強，在其他材料德國EOS公司和美國3D System一直相互競爭(zheng) 。美國在各種材料方麵的應用都不錯，美國是根據自己的戰略需求（在做），如在國防和航空航天領域去研發一些東(dong) 西，所以有些東(dong) 西不太願意拿出來跟大家交流。以色列在光固化技術方麵比較強，這也是3D打印的一個(ge) 核心技術。

　　上海經濟評論：國內(nei) 做3D打印技術的主要研究所有哪些？它們(men) 的研究側(ce) 重點有區別嗎？

　　楊永強：研究3D整體(ti) 技術的單位目前主要是清華大學、華中科技大學、西安交通大學和華南理工大學。1980年代末清華大學、華中科技大學和西安交通大學就開始做3D技術的研究。清華是做FDM技術，這項技術是將塑料融化後用很細的噴嘴噴出來，做3D打印，但這個(ge) 精度不高，做零件不行，後來清華在生物醫學方麵的3D打印做得不錯。華中科技大學做粉末燒結技術，如塑料、尼龍，把材料燒成粉末後，打印產(chan) 品，現在華中科技大學在砂型方麵做得不錯。西安交通大學樹脂光固化比較好。它們(men) 都產(chan) 業(ye) 化了，有相應的公司，但規模都不大，前幾年能維持生存就很不錯了。

　　上海經濟評論：目前，政府對3D技術的研究所提供了哪些支持？

　　楊永強：現在都在講扶持，包括我們(men) 學校，也會(hui) 投資金做平台建設，像我們(men) 省（廣東(dong) 省）的戰略新興(xing) 產(chan) 業(ye) 重大專(zhuan) 項，也把3D打印技術列入重點支持項目。另外，國家科技部、工信部和很多省市的科技部門今年都把3D打印技術作為(wei) 優(you) 先支持對象。

現狀：公眾(zhong) 對3D打印期待值太高

　　上海經濟評論：你們(men) 研究室主要招收有哪些技術背景的研究員？3D技術的發展需要怎樣的人才？

　　楊永強：我們(men) 研究室主要是以老師和研究生為(wei) 主，大概有20人。我招收學生的主要研究方向是機械電子工程，還需要軟件和設計方麵的人才。現在我們(men) 也會(hui) 招收材料加工方向的學生，我們(men) 學校有一個(ge) 國家人體(ti) 組織功能重建工程中心和生物係在合作，聯合招收一些學生，應用方麵也和醫院的醫學博士生有聯合培養(yang) 計劃。所以3D打印可以說是一個(ge) 交叉學科。

　　上海經濟評論：你們(men) 研究室已經有能應用到市場的研究了嗎？

　　楊永強：我們(men) 正在做應用的工作，我們(men) 選擇應用時首先做的是牙科個(ge) 性化正畸托槽，就是小孩牙齒長得不整齊需要糾正時用的，我們(men) 現在打印的托槽不是黏在牙齒外麵的，是黏在牙齒的內(nei) 側(ce) 。每個(ge) 人牙齒的內(nei) 側(ce) 輪廓不一樣，3D打印技術出來之前都是用鑄造的方法做出標準的產(chan) 品，比如大中小號去套。3D打印就比較個(ge) 性化，也可以實現定製化。這個(ge) 技術是我們(men) 的專(zhuan) 利技術，目前已經產(chan) 業(ye) 化，有人投資，已經做好了產(chan) 品注冊(ce) ，正在做臨(lin) 床推廣的工作。另外，在醫學植入體(ti) 比如個(ge) 性化的膝關(guan) 節的3D打印，我們(men) 也聯合醫院——北京大學第三醫院在進行合作研究。#p#分頁標題#e#

　　上海經濟評論：你們(men) 的研發成果應用到市場時會(hui) 出現什麽(me) 問題？

　　楊永強：雖然目前國內(nei) 都覺得3D打印技術是個(ge) 很好的技術，但是市場開放方麵還是受到一定限製，人們(men) 覺得很好玩，但工業(ye) 應用成本昂貴，還需要市場孕育一段時間。還有行業(ye) 標準需要建立，這也是個(ge) 國際問題，因為(wei) 3D打印的產(chan) 品類型很多，所以標準的建立也很複雜。另外，像剛提到的細胞打印，就可能涉及到倫(lun) 理學問題。

　　上海經濟評論：你覺得3D技術的黃金年代，可能會(hui) 在何時到來？

　　楊永強：我覺得大概5到10年。但我有一些擔憂，現在媒體(ti) 社會(hui) 把3D打印炒作得過熱，好的方麵是大家更加重視這個(ge) 技術，不好的方麵就是對這個(ge) 技術的期望值太高，3D技術還處於(yu) 一個(ge) 初級階段，需要政府、各行各業(ye) 投入資金和人力資源研發很多關(guan) 鍵技術。像光伏、LED行業(ye) ，也一度非常熱，但是一旦過了熱度大家就不關(guan) 注了。現在3D技術捧得有些虛高，我擔心以後大家反而對其反感。

　　上海經濟評論：上一波3D打印技術關(guan) 注度較高是什麽(me) 時候？

　　楊永強：其實3D打印技術已經起伏好幾次了，在2000年的時候，也是個(ge) 高峰，全國很多地方都建立了生產(chan) 力促進中心，就是買(mai) 光固化的設備，當時3D打印是叫作快速成型，被認為(wei) 是比較前沿的技術，但是後來受到CNC技術（數控加工，是數字化加工的一種，也是去除加工的形式）的競爭(zheng) ，很多快速成型能做的事情，CNC也能做，而快速成型出來的東(dong) 西在精度和效率方麵都是比較低的，所以慢慢工業(ye) 上就萎縮了，3D打印也要找自己的出路。當然，這10年3D打印技術發展很快，達到可以與(yu) 鑄造精度相媲美的技術水平了，但與(yu) 一般的工業(ye) 應用還是有距離的。不過，在航空航天和醫學方麵我覺得是很有前景的。3D打印可以試圖在局部、複雜零件上替代CNC，但目前，跟CNC相比較而言，3D打印技術隻是個(ge) 補充。