英國科學家打印出了“終結者機械手臂”；日本年度預算申請支持3D打印金屬產(chan) 品的技術研發；3D打印讓法國病人重獲鼻子……。如果你與(yu) 人聊天談論3D打印，請注意及時儲(chu) 備談資，因為(wei) 網上有關(guan) 此話題的更新，以小時為(wei) 單位。

　　近日，主題為(wei) “我國3D打印技術的現狀及發展趨勢”的西苑沙龍在京舉(ju) 行。國內(nei) 外著名大學、研究機構及產(chan) 業(ye) 界的院士、專(zhuan) 家、學者與(yu) 企業(ye) 家代表，各陳所學，互動交流。

　　一幅針對3D發展現狀和應用需求的立體(ti) 圖景被還原出來。

　　解讀3D打印身份

　　3D打印“材料疊加”的核心製造思想起源於(yu) 美國。一個(ge) 名叫Carlo Baese的人，在其研究專(zhuan) 利提出，用光敏聚合物製造塑料件。這是很早以前的事了，早到1902年。

　　你聽說過“增材製造”嗎？

　　就像你可能不知阿爾茨海默病就是老年癡呆一樣，3D打印其實是一個(ge) 通俗、形象的概念，在學術界一般被稱為(wei) 増材製造、堆積製造、增量製造或快速原型製造。現在，這一技術是指基於(yu) 離散材料逐層堆積的成形原理，依據產(chan) 品三維CAD模型，通過軟件與(yu) 數控係統將特製材料逐層堆積固化，製造出實體(ti) 產(chan) 品的數字化製造技術。

　　這是一項融合了計算機軟件、材料、機械、控製、網絡信息等多學科知識的綜合性係統性的技術。從(cong) 原理上來講，整個(ge) 過程一般包括五個(ge) 環節：一是產(chan) 品三維建模，二是層片數據生成與(yu) 傳(chuan) 輸，三是能束逐層掃描材料，四是材料熔化，五是材料逐層疊加。

　　根據采用工藝裝備和材料的不同，3D打印技術大致可以分為(wei) 粉末材料高能束燒結或熔化成形、絲(si) 狀材料熔融沉積（FDM）、液態樹脂固化成形、液體(ti) 噴墨打印成形幾類。

　3D打印的三大“舞台”

　　“如果真的是（有用），那我的”郭“字倒過來寫(xie) 。”製造業(ye) 大佬、鴻海董事長郭台銘在今年6月底如是評價(jia) 3D打印技術。當然此言本質上並不是否定該技術，其企業(ye) 30年前就在使用3D打印機，隻是至今這項技術都無法幫助其大量生產(chan) 工業(ye) 產(chan) 品—現代汽車或家電都是在流水線上誕生，目前我們(men) 還不能指望打印機取代流水線。

　　3D打印當然有著大顯身手的舞台，首先是複雜結構的快速製造，理論上隻要能設計出三維結構模型，我們(men) 就可以在無需刀具、模具及複雜工藝條件下快速地將設計變為(wei) 實物；二是個(ge) 性化定製，3D打印非常適合個(ge) 性化定製生產(chan) 、小批量生產(chan) 以及產(chan) 品定型之前的驗證性產(chan) 品製造；三是3D打印技術目前主要適用於(yu) 高附加值產(chan) 品製造、個(ge) 性化產(chan) 品以及產(chan) 品大規模生產(chan) 前的研發與(yu) 設計驗證等環節的製造。

　　應用領域擴大 從(cong) 高端走向普及

　　上世紀90年代是3D打印技術蓬勃發展時期，至少有十幾種新工藝和新係統設備先後麵世，但其大紅大紫還是在奧巴馬提出振興(xing) 製造業(ye) 的戰略之後。

　　這一速度的發展之快，受關(guan) 注之高，從(cong) 頻頻見諸媒體(ti) 就可感受到。它的發展也是體(ti) 現在這一行業(ye) 的各個(ge) 環節和層麵。

　　首先是從(cong) 快速原型、工藝輔助等間接製造向零部件直接製造轉變。近年來，利用粉末材料的3D打印技術成為(wei) 零部件直接製造領域的研究熱點和前沿。其中，利用小功率激光器和粉床工藝的選擇性激光熔化技術（SLM技術）設備才出現兩(liang) 三年，但已經在鈦合金、鎳基高溫合金等特種合金零件的快速製造方麵顯示出了強大的技術優(you) 勢。美國AeroMet公司使用LENS技術製造的次承力結構件在F-18戰鬥機上實現了裝機應用。

　　接下來是多學科交叉融合發展，3D打印應用領域不斷擴大。3D打印與(yu) 生物學科、信息學科、材料學科交叉融合為(wei) 3D打印技術提供了更為(wei) 廣闊的發展空間。3D打印技術與(yu) 生物工程的結合已成功應用於(yu) 人體(ti) 器官的再製造。三是3D打印裝備向產(chan) 品化、係列化和專(zhuan) 業(ye) 化方向發展。製件成形精度和效率提高是產(chan) 品化、係列化和專(zhuan) 業(ye) 化發展的目標。

　　第四是形成了相對完整的3D打印製造產(chan) 業(ye) 鏈，並形成了一定的產(chan) 業(ye) 規模和市場銷售。歐美國家已經形成了包含材料製備、相關(guan) 軟件、工藝、裝備、管理、創意服務和應用等相對完整的產(chan) 業(ye) 鏈。據《Wohlers Report 2010》統計，3D打印應用領域包括消費產(chan) 品/電子產(chan) 品行業(ye) 、汽車行業(ye) 、醫療/牙科行業(ye) 以及航空航天、建築等行業(ye) 。據預測，到2025年，3D打印技術潛在的經濟影響將達到2300—2500億(yi) 美元。

　　與(yu) 我們(men) 生活最相關(guan) 的是，3D打印裝備從(cong) 高端型走向普及型。低端3D打印裝備銷量的急劇增加促使了3D打印裝備總銷量的快速增長，也說明了3D打印製造裝備從(cong) 高端型向普及型快速轉變。現在在淘寶網上，最便宜幾千元就可以買(mai) 到一部3D打印機。如果你迫不及待想試試打印出自己設計的模型，可以考慮購買(mai) 一台。

　　我國與(yu) 國外基本同步

　　我國自上世紀90年代初，便在國家自然科學基金委和國家科技部的支持下開始研究該項技術，相比較其他製造領域，我國3D打印技術與(yu) 國外基本上同步啟動、同步發展。

　　特別是在科技部多個(ge) 五年計劃的持續支持下，華中科技大學、西安交通大學、清華大學、北京航空航天大學、西北工業(ye) 大學等一批科研院所開展了幾乎所有主流的3D打印技術研究，研發出一批3D打印裝備，建立了兩(liang) 個(ge) 國家重點實驗室、1個(ge) 國家工程中心，以及若幹生產(chan) 力促進中心，在航空、汽車、生物、電子等行業(ye) 進行應用驗證，為(wei) 持續研究與(yu) 應用推廣打下了良好的基礎。

　　另外，神龍汽車、長安福特、奇瑞汽車、廣西玉柴機器有限公司、東(dong) 風汽車公司等一批企業(ye) 則利用3D打印技術於(yu) 多種零部件和產(chan) 品的設計開發和生產(chan) 應用中。

　　未來5年，我國可重點圍繞高端工業(ye) 產(chan) 品和大眾(zhong) 個(ge) 性化消費產(chan) 品兩(liang) 大類對象，加強3D打印有關(guan) 的基礎理論與(yu) 成形微觀機理、設計方法、關(guan) 鍵工藝技術研究，高性能高精度高效率工藝裝備研製，以及相關(guan) 標準規範製定。專(zhuan) 家視點

　　盧秉恒 中國工程院院士、西安交通大學機械學院院長、教授：

　　我國的3D打印技術進步很快，但仍然落後於(yu) 歐美，而落後的原因並不是研發時間晚了幾年。國內(nei) 企業(ye) 在研發上投入少、底子薄、資金少，製約了研發投入。此外，政府的支持力度也不夠。

　　國內(nei) 3D打印技術雖然科研水平已位居世界前列，但在工藝裝備、工程應用方麵還有很大的發展空間。為(wei) 此，我國3D打印技術需要製定技術發展路線圖，規劃基礎研究、產(chan) 業(ye) 化、工程應用的發展路線，從(cong) 而使其真正產(chan) 業(ye) 化。

　　宋天虎 中國機械工業(ye) 聯合會(hui) 副會(hui) 長、教授級高工：

　　3D打印存在五個(ge) 問題有待解決(jue) 。

　　第一個(ge) ，怎麽(me) 檢測。要作為(wei) 產(chan) 業(ye) ，沒有一個(ge) 通用的檢測方法可能不行；第二個(ge) ，性能的穩定性也需要檢測；第三個(ge) ，尺寸精度也有待提高；第四個(ge) ，組織結構需要研究；第五個(ge) ，效率問題。#p#分頁標題#e#

　　未來的增材製造要向著成形過程的仿真，過程監控與(yu) 問題智能處理方向的發展很有必要，國外也在這方麵開始著手了。

　　楊海成 中國航天科技集團總工程師、北京神舟航天軟件技術有限公司董事長：

　　3D打印製造應該是一個(ge) 典型的數字化製造技術，當然包括材料，當然也包括裝備，也包括工藝，但是的的確確為(wei) 什麽(me) 國外叫3D打印，因為(wei) 突出了數字製造的體(ti) 係和概念。以3D打印製造技術為(wei) 代表的數字化製造技術將對產(chan) 品設計、製造工藝、製造裝備及生產(chan) 線、材料製備、相關(guan) 工業(ye) 標準、製造企業(ye) 形態乃至整個(ge) 傳(chuan) 統製造體(ti) 係產(chan) 生全麵、深刻的變革。王華明 北京航空航天大學材料加工工程及自動化係教授：

　　增材製造技術最近很“熱”，需要科學地、理性地對待。增材製造隻是製造技術大家庭一個(ge) 成員而已，實際上裝備製造不可能依賴一種技術。製造技術體(ti) 係完整，減材製造不是說傳(chuan) 統製造，其實傳(chuan) 統製造技術非常地多。增材製造與(yu) 減材製造並不是對立的事情，增材製造產(chan) 品需要後續少量的減材加工。增材製造不可能顛覆或取代減材製造。

　　史玉升 華中科大材料科學與(yu) 工程學院副院長、教授：

　　我們(men) 認為(wei) 3D打印存在以下瓶頸問題。粉末材料，材料已經成為(wei) 增材製造的主要瓶頸問題，如何製備這樣的材料有很多困難。第二，裝備的精度和效率。第三是，成本，現在裝備一買(mai) 幾百萬(wan) ，上千萬(wan) ，成本太高了。再者是成形工藝，除了本身的增材製造成形工藝，也要考慮和傳(chuan) 統的工藝相結合，結合後將發揮傳(chuan) 統和增材製造的優(you) 點。表麵質量、微觀結構和宏觀性能控製都是3D打印技術亟待解決(jue) 的關(guan) 鍵問題，特別是標準製定。

　　張正文 英國埃克塞特大學教授、重慶大學特聘教授：

　　3D打印是個(ge) 交叉學科，也就是設備難以提高的原因可能跟工藝有關(guan) 係，但工藝提高可能跟材料有關(guan) 係。怎麽(me) 利用我們(men) 國家的市場優(you) 勢，主導國際工藝鏈的形成過程，爭(zheng) 取在國際產(chan) 業(ye) 鏈形成過程中，我國占據高附加值的部分。第三，軟件，比如多孔結構、網狀結構的優(you) 化設計軟件，將來的軟件是不是跟它的一樣？這幾個(ge) 方麵都得需要去加強。

　　孟光 上海航天局副局長：

　　應該處理好五個(ge) 關(guan) 係。第一個(ge) 傳(chuan) 統設計製造與(yu) 3D打印製造的關(guan) 係。第二個(ge) ，大規模製造與(yu) 個(ge) 性化製造的關(guan) 係。將來僅(jin) 僅(jin) 是單件小批量，還是停留在很小的層麵。第三個(ge) ，政府和市場的關(guan) 係。如果這個(ge) 問題現在不考慮清楚，將來會(hui) 帶來另外的問題，完全靠市場拉動是很困難的，包括現在電動汽車的模式。第四個(ge) ，裝備和產(chan) 品，硬件和軟件的關(guan) 係。我覺得在關(guan) 心3D打印製造裝備的同時，應該關(guan) 心滿足3D打印需求的材料的製備裝備，包括鈦合金的粉末，均勻性、一致性各方麵的要求，這種裝備的製造。另外要關(guan) 心軟件。第五個(ge) ，製造模式、商業(ye) 模式與(yu) 產(chan) 業(ye) 模式的關(guan) 係。　連寧 南京紫金立德電子公司總經理：

　　3D打印技術現在在我國層麵上，在高層規劃過程中間，很重要的一點是要加強正確的宣傳(chuan) 和引導。現在有些媒體(ti) 的一些報道、宣傳(chuan) 已經過頭了，甚至於(yu) 可以講是胡說八道，還是應該抱著科學合理冷靜的觀點來看待3D打印技術，然後要促進技術人員到研發人員，更多更好地了解、認識3D打印技術，讓他們(men) 更快地接受3D打印技術，來促進他們(men) 思想觀念的轉變以至引起導致他們(men) 工作方式方法的改變。

　　姚山 大連理工大學材料工程係教授：

　　3D打印應該能對鑄造這個(ge) 典型的基礎行業(ye) 產(chan) 生非常大的影響，而且通過先進鑄造技術的研發，對其他行業(ye) ，比如模具加以推動。現在的玻璃模具很多都源於(yu) 鑄件，毛坯都是鑄件，為(wei) 了做出鑄件首先要先做一個(ge) 獲得砂型的鑄造模具，有了3D打印就可以不再做這個(ge) 模具，直接打印鑄型，然後通過精加工就可以製得玻璃模具。3D打印現在社會(hui) 上炒得過熱、過高，但實際上落地需要和各種技術相結合，例如最基礎的鑄造，幾千年的鑄造和二十年的3D打印結合起來做，可能做得很好。

　　李冬茹 機械聯合會(hui) 副秘書(shu) 長、研究員：

　　當然從(cong) 工業(ye) 領域來，對3D打印或者增材製造有幾個(ge) 疑慮，第一個(ge) 疑慮，通過這種工藝生產(chan) 出來的東(dong) 西，比如某一個(ge) 零件，它跟傳(chuan) 統製造的零件，特別是內(nei) 在力學上有什麽(me) 樣的相同和不同，感覺拿出來的實驗數據不足，不足以讓產(chan) 業(ye) 界放心。第二個(ge) ，效率問題、精度問題、成本問題，工業(ye) 界應用很多的問題是成本問題。比如精度問題，一開始做汽車模具的時候，效率比起來雖然可以根據新產(chan) 品開發做模具，但是當時高速加工技術的發展，很快就把剛剛冒頭的汽車模具形勢壓下去了，不斷地在發展。現在在工業(ye) 領域的應用，確實都存在這個(ge) 問題。現在大家看到主要的研究還是在學校為(wei) 主，怎麽(me) 能在一兩(liang) 個(ge) 行業(ye) ，在工業(ye) 領域有所突破，使它更快速的發展，這是很核心的問題。

　　馮(feng) 濤 北京隆源自動成型係統有限公司總經理：

　　對企業(ye) 來說，做基礎裝備來說，和國際上相比，如果科研做開發，說是創新還是補課，從(cong) 國家的現狀來說，更多的還是補課的問題，如果基礎達不到，很多創新可能做不到。補課方麵，我們(men) 和國際相比，幾個(ge) 方麵都是落後的，比如精度，明顯地和國外的有較大差距。趙吉賓 中國科學院沈陽自動化研究所裝備製造技術研究室主任、研究員：

　　大家多說在美國、歐美非常地熱，或者產(chan) 業(ye) 做得比較少，我們(men) 國家雖然炒的比較熱，但真正的需求並不是很旺盛。歐美人比較注重自己動手，動手能力比較強。像歐美的家庭裏有一個(ge) 小的工作作坊，小車間，都喜歡自己動手做一些東(dong) 西，但中國人的家庭裏很少。還有文化理念的問題。

　　黃田 天津大學機械學院院長、教授：

　　我有兩(liang) 個(ge) 建議：第一個(ge) ，在技術層麵，特別是高精尖的，它的性能、內(nei) 在質量，國家應該投入錢來做這方麵的研究。第二個(ge) ，這個(ge) 東(dong) 西肯定不是萬(wan) 能的，從(cong) 其他方麵來講，它肯定是製造，製造技術是多樣性的東(dong) 西，這種3D打印技術對於(yu) 某一些構件要分分類，特別突出的需要去攻克哪些問題，也並不是什麽(me) 都能替代。所以這個(ge) 東(dong) 西在什麽(me) 場合，對什麽(me) 類型的產(chan) 品適用，針對不同的問題可能有不同的答案。

　　劉繼紅 北京航空航天大學機械工程及自動化學院教授：

　　我主要提兩(liang) 個(ge) 問題： 第一個(ge) ，令我也一直困惑的是我們(men) 到底是否準確地把握住了美國重新提出3D打印的真實意圖？第二個(ge) ，3D打印到底定位是在哪裏？補課還是超越，如果僅(jin) 僅(jin) 是補課，我想我們(men) 已經補了或者跟了二十多年，如果是超越，我們(men) 到底在哪幾個(ge) 方向超越，這實際上牽扯到我們(men) 在發展方向上，五年、十年甚至二十年的發展目標是什麽(me) 。

　　邵新宇 華中科技大學常務副校長、教授：

　　不管現在認不認可3D打印，是否代表第三次工業(ye) 革命或者就是第三次工業(ye) 革命的核心技術，我們(men) 不去爭(zheng) 論它，但至少要高度重視。因為(wei) 它所帶來的一種關(guan) 鍵技術乃至於(yu) 將來產(chan) 業(ye) 變化核心是越來越明顯的，或者潛力是無限的，因此，要高度重視。#p#分頁標題#e#

　　從(cong) 國家戰略規劃層麵來看，的確要重視這塊，相關(guan) 資源整合起來，比如相關(guan) 的基金委在關(guan) 注，科技部在關(guan) 注，工信部也會(hui) 談到這塊。要把相關(guan) 的資源整合起來，尤其是政府層麵。