在一台封閉式的大型機器盒中，激光將產(chan) 品需要的粉末材料以每小時1厘米的厚度進行橫斷麵燒結，層層燒結，疊加“打印”產(chan) 品的各橫截麵，最終形成成型產(chan) 品。這便是“神秘”的3D打印機的工作全流程。

　　由於(yu) 產(chan) 品按照三維數據模型，由材料層層疊加“燒結”或“黏合”而成，整個(ge) 產(chan) 品生產(chan) 不受任何複雜結構和生產(chan) 工藝限製，任何空間結構複雜的產(chan) 品，在3D打印機麵前都是同樣的程序生產(chan) 。

　　憑借這樣的突破，3D打印對工業(ye) 研發、設計前端帶來革命性改變，設計人員不再受以往“設計可實現性”局限，任何複雜“怪異”的設想、設計都能夠通過3D打印變成現實。

　　由於(yu) 設想能夠無限地走進產(chan) 品現實，研發設計人員也不用耗費巨資開模，3D打印已陸續走進人們(men) 熟知的生產(chan) 、生活領域：從(cong) 手板製造到玩具工藝品、汽車、航空航天、生物醫療領域，甚至日常的照相館也能見到3D打印的應用。據不完整統計，全球3D打印市場產(chan) 值每年正以30%的速度在增長。

　　在國內(nei) ，包括南京、青島、成都、昆山等多個(ge) 城市都在爭(zheng) 先挖掘3D打印人才，爭(zheng) 奪3D打印新市場。今年5月底，廣州也將迎來國際3D打印知名科學家、美國3D system前技術總監、美籍華人科學家許小曙博士，他將帶領3D打印團隊在南沙成立廣州南沙3D打印創新研究院。

　　3D打印時代已到來，廣州如何拔得頭籌、搶占新技術產(chan) 業(ye) 的製高點？“尋找廣州經濟領頭羊”第二期走進3D打印，從(cong) 微觀樣本探尋廣州經濟新變化。

　　南方日報記者 黃少宏 實習(xi) 生 呂政樺

　　研發革命3D打印時代到來

　　無拚接的傳(chuan) 動軸、類似象牙雕刻的9層鏤空套球、結構複雜的無人機機翼、發動機進氣歧管、氣缸蓋樣板、埃菲爾鐵塔模型……這些琳琅滿目的產(chan) 品，都是世界“SLS（3D打印家族中的一種技術）”之父、廣州南沙3D打印創新研究院院長許小曙設計的3D打印機生產(chan) 出來的。

　　廣州南沙3D打印創新研究院院長助理劉一展向記者展示了其中的傳(chuan) 動軸，“這些產(chan) 品的所有齒輪、旋鈕都不是組裝出來的，也沒有焊接，全部是一次性打印出來的。”令人歎為(wei) 觀止的是，類似象牙雕刻的9層鏤空套球，是在最核心的小球之外連續套著一層又一層的大球，且每一層都是鏤空的。“利用傳(chuan) 統手工藝雕刻必須花幾十年才能完成的一個(ge) 產(chan) 品，用3D打印僅(jin) 需要3個(ge) 小時就能完成。”

　　事實上，不僅(jin) 僅(jin) 是降低時間成本，3D打印還突破了設計人員的思想“天花板”。從(cong) 事3D打印的廣州網能產(chan) 品設計公司負責人鄧以翔指出，3D打印的魅力在於(yu) 讓人們(men) 的創新能力大大提高，讓個(ge) 人Idea變成現實。

　　“無論在工業(ye) 領域還是消費領域，這項技術帶給了人們(men) 全新的理念與(yu) 技術手段，原來受製於(yu) 傳(chuan) 統製造方式的設計理念獲得了全新的實現途徑。”許小曙指出，3D打印技術讓設計人員的創造力得到更充分的釋放。

　　“以前給一台洗衣機開模，要耗費上百萬(wan) 元。”許小曙舉(ju) 例說，由於(yu) 開模耗費巨大，一旦開發出來不符合要求損失非常大，工業(ye) 設計人員往往很謹慎；而他們(men) 用3D打印技術為(wei) 國內(nei) 家電製造龍頭企業(ye) 製作了一台洗衣機樣機，僅(jin) 僅(jin) 花費了六萬(wan) 多元，設計人員的創意不用耗費巨資就可以進行測試使用，也就可以放開腦筋嚐試各種不同的想法。

　　不獨如此，對於(yu) 內(nei) 部結構複雜的產(chan) 品，3D打印也有其優(you) 勢。據介紹，進氣歧管是發動機中結構最複雜的部件之一，該部件的傳(chuan) 統開發流程大約需要經過4個(ge) 月的時間。長沙理工大學方程式賽車利用許小曙研發的工業(ye) 級3D打印機，製作出發動機進氣歧管原型部件，耗時僅(jin) 需48小時。測力試驗證明，零件的力度、準確度和耐久性均未出現任何問題，而發動機效率增加了10%。

　　“我們(men) 已經和許多醫院在外科手術上進行了合作”，許小曙談到了3D打印對醫療領域的影響，他們(men) 已經成功完成30餘(yu) 例外科手術，3D打印把CT掃描的二維影像轉變成三維實體(ti) ，外科醫生在實體(ti) 模型上設計手術方案，如固定支架的形狀和位置，螺釘的位置、長短等一些關(guan) 鍵的技術參數，並且可以利用打印出來的實體(ti) ，模擬手術過程，並驗證手術方案的實際效果。

　　“采用3D打印技術可以將手術的時間縮短1/3以上，手術後的恢複時間減少一半，一些複雜的手術以前要數十年以上經驗的外科醫生才可以完成，而使用3D打印技術以後，年輕醫生也能成功實施這類複雜的手術了。”

　　產(chan) 業(ye) 新軍(jun) 精密製造業(ye) 新力量

　　由於(yu) 擁有傳(chuan) 統製造業(ye) 所不具備的優(you) 勢，3D打印技術更有利於(yu) 創意落地，從(cong) 而被看成第三次工業(ye) 革命的使者。加之其汙染低、對勞動力依附程度低，歐美國家也視之為(wei) 爭(zheng) 取製造業(ye) 回流的“法寶”。

　　“一個(ge) 以3D打印技術為(wei) 核心，包含信息、材料、光電、控製等各個(ge) 上遊領域，及航空航天、汽車、醫療、精密機械、創意文化等眾(zhong) 多下遊應用領域的新產(chan) 業(ye) 群快速萌生起來，成為(wei) 世界經濟中一個(ge) 新的價(jia) 值產(chan) 生源。”

　　許小曙指出，3D打印技術是從(cong) 數據模型直接製造三維實體(ti) ，省略了占據傳(chuan) 統製造大部分成本的“開模”環節，具有便捷、柔性、快速等眾(zhong) 多優(you) 點。其突出特點是，將大批量無差異化的生產(chan) 轉化為(wei) 個(ge) 性化、差異化的快速生產(chan) 。這種變革能讓每個(ge) 人都能參與(yu) 其中，並快速獲得自己的設計和構思實物，擺脫空間形狀、加工手段、成本帶來的限製。

　　“因此，3D打印技術完全可能將私人訂製服務帶入一個(ge) 新的發展階段，因為(wei) 它從(cong) 技術、經濟的角度為(wei) 這個(ge) 領域提供了可行的實現手段。”而由於(yu) 一台3D打印機可以打印許多形狀，它可以像工匠一樣每次做出不同形狀的物品。相較於(yu) 傳(chuan) 統製造業(ye) ，3D打印省去了培訓機械師或購置新設備的成本。這意味著，隨著技術的發展，低成本定製服務將成為(wei) 未來的發展趨勢。

　　按照這種發展趨勢，許小曙預計，將來集中式的生產(chan) 將逐步轉變成為(wei) 分布式製造，在網上購買(mai) 個(ge) 性化定製商品的設計文件後，人們(men) 就可以在附近的3D打印店打印出來。

　　事實上，由於(yu) 3D打印技術的加入，這種個(ge) 性化、小批量生產(chan) 已經高精尖技術領域初現端倪了。據介紹，航空航天、大型武器等裝備製造業(ye) ，零部件種類多、形狀複雜且性能要求高，需要進行反複測試。3D打印在這樣一些小批量、個(ge) 性化的產(chan) 品領域，除了在研製速度上具有優(you) 勢外，甚至能直接加工出特殊、複雜的形狀，簡化裝備的結構設計並進行使用。“像利用3D打印可以打印飛機的一些零部件，並且可以實現減重、省油的效果。”從(cong) 事3D打印的大業(ye) 激光企業(ye) 負責人陳玹如是指出。

　　許小曙向記者展示了一款他們(men) 用SLS工藝打印的無人飛機尾翼。飛機的尾翼內(nei) 部安裝了空速管，一端與(yu) 飛機中部的測速裝置相連，另一端則與(yu) 外部相連，若用傳(chuan) 統工藝來製造，尾翼要一分為(wei) 二，中間空速管填入後，再將兩(liang) 部分合一，既影響速度的測量，又製造不夠精細，不可靠且工藝複雜。#p#分頁標題#e#

　　“通過3D打印可以將整個(ge) 尾翼一體(ti) 打印出來，一次性解決(jue) 所有的問題，這是其他工藝無法達到的水平。”據介紹，將與(yu) 南沙3D打印創新研究院形成產(chan) 業(ye) 鏈對接的生產(chan) 企業(ye) ——華曙高科，已經與(yu) 高校合作打印出多款無人飛機，今年還將在珠海航展上亮相。

　　廣州探索布局3D打印產(chan) 業(ye) 園

　　有報告預測，到2017年，全球3D打印的市場份額將達到50億(yi) 美元。而國內(nei) 3D打印產(chan) 業(ye) 在近一兩(liang) 年內(nei) 也進入了爆發式增長，廣州有一家企業(ye) 今年一季度售出的3D打印機已經和2013年度一樣多，產(chan) 值近千萬(wan) 元。

　　除了企業(ye) 自發進軍(jun) 3D打印市場，各地政府也躍躍欲試。值得注意的是，在3D打印技術的發展熱潮中，廣州同國內(nei) 不少城市一樣，也逐步開啟了自己的探索步伐。鄧以翔透露，目前廣州已經就3D打印產(chan) 業(ye) 發展展開了調研，並提出了打造3D打印產(chan) 業(ye) 園的設想。

　　南沙新區也開始展開了這方麵的探索。早在2013年9月，廣州南沙區經貿科技和信息化局，已就南沙新區3D打印產(chan) 業(ye) 發展規劃項目進行公開招標：借外腦邀請相關(guan) 谘詢公司，就3D打印技術、應用、產(chan) 業(ye) 及方向做論證，合理利用各種資源，將南沙打造成為(wei) 3D產(chan) 業(ye) 發展的集聚地。

　　在這一背景之下，廣州南沙3D打印創新研究院將落戶南沙。3D打印創新研究院是非盈利組織，旨在提供更加符合市場實際需求的研究成果。該研究院的院長許小曙決(jue) 定憑自身在國際3D打印行業(ye) 的影響力，搶占核心技術、產(chan) 業(ye) 、人才，使南沙快速形成國際3D打印核心技術人才的聚集效應，同時實施3D打印科研產(chan) 業(ye) 轉化項目，在這些基礎上，最終建立一個(ge) 擁有自主核心技術、能參與(yu) 國際市場競爭(zheng) 的3D打印研發產(chan) 業(ye) 聚集中心。

　　許小曙告訴記者，研究院將引進一批國際資深專(zhuan) 家，第一期已經確定聘用的3名專(zhuan) 家分別來自美國3D打印行業(ye) 龍頭企業(ye) 3Dsystems公司和歐洲TNO研究院等機構，都有20年以上從(cong) 業(ye) 經驗，專(zhuan) 門從(cong) 事應用型研究，從(cong) 而確保研究成果能夠直接應用於(yu) 市場。

       同時，廣州南沙3D打印創新研究院還將到美國南加州大學、歐洲TNO研究院物色3D打印研究初步成果。“這些是原理性研究，其成果要投放到市場還必須經過進一步轉化，否則商業(ye) 公司無法直接應用，也不敢投資。”許小曙將帶領南沙3D打印創新研究院的研發團隊，對這些初步成果做進一步研究，轉化成為(wei) 有著旺盛市場需求的產(chan) 品。經過這一項轉化，可能價(jia) 值僅(jin) 有2000美元的初步成果就可能躍升為(wei) 價(jia) 值數百萬(wan) 元的項目。

　　此外，3D打印創新研究院還計劃與(yu) 國際知名的化工企業(ye) 合作研發新型的3D打印材料及相應的打印設備、軟件。許小曙透露，研究院研究範圍還包括光學儀(yi) 器、三維成像以及醫學生物領域的項目。力爭(zheng) 在一年後產(chan) 生第一個(ge) 3D打印產(chan) 品，而一年半內(nei) 爭(zheng) 取建立第一個(ge) 3D打印工廠。上述項目都將落戶南沙。這意味著，3D打印創新研究院將成為(wei) 一個(ge) 孵化器，圍繞著研究院將有一批3D打印企業(ye) ，從(cong) 而在南沙形成3D打印產(chan) 業(ye) 園區。