日前，以“3D打印重新定義制造業(yè)”為主題的第五屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會在廣東佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)舉行。3D打印技術(shù)又叫“增材制造技術(shù)”，起源于快速成型技術(shù)。目前，國內(nèi)3D打印技術(shù)主要“擁抱”家電及電子消費品、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等產(chǎn)業(yè)。
發(fā)展提速市場廣闊
大會期間，惠普公司和廣東（大瀝）3D打印協(xié)同創(chuàng)新平臺宣布全新工業(yè)級3D打印定制中心正式在廣東落地。新成立的蘭灣智能—惠普3D打印技術(shù)批量化定制中心將部署10臺惠普MultiJetFusion3D打印系統(tǒng)，打造國內(nèi)最大的3D打印工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，滿足工業(yè)級生產(chǎn)對于3D打印速度、成品質(zhì)量及經(jīng)濟適用性的高要求，為佛山市汽車、消費品和摩托車客戶及大灣區(qū)其他行業(yè)的客戶提供大規(guī)模批量化生產(chǎn)服務(wù)，每年能夠為2萬多家中小制造業(yè)企業(yè)提供從設(shè)計端到應(yīng)用端，從應(yīng)用端到產(chǎn)品端的配套服務(wù)，推動傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)加快“研發(fā)—設(shè)計—創(chuàng)造”的進程。
據(jù)中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)始人兼執(zhí)行理事長羅軍介紹，2012年，中國3D打印市場規(guī)模為1.61億美元；到2016年，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達11.87億美元，復(fù)合增長率為49.11%。“3D打印作為一項全新的制造技術(shù)，在及時制造、復(fù)雜制造、個性化制造、特殊環(huán)境下制造、任意制造等方面具有獨特優(yōu)勢。它所衍生的設(shè)計、軟件、材料、數(shù)字制造等新的產(chǎn)業(yè)鏈，正在逐步優(yōu)化傳統(tǒng)制造，構(gòu)建一個全新的制造生態(tài)。”羅軍說。
放眼全球市場，3D打印將推進全球12萬億美元傳統(tǒng)制造業(yè)市場發(fā)展。鑒于產(chǎn)業(yè)政策與財政政策的支持，初步預(yù)計，到2022年我國3D打印市場規(guī)模將有望達到61.9億美元左右。
細分行業(yè)潛力無限
生物3D打印，指以生物醫(yī)用材料及細胞為新型離散材料，通過技術(shù)設(shè)計，快速生產(chǎn)出醫(yī)療相關(guān)產(chǎn)品。當(dāng)前，生物3D打印可以劃分為4個層次：醫(yī)療輔助模型，做人工假體，做組織工程的支架，做活細胞打印和人工器官。預(yù)計到2024年，3D打印醫(yī)療市場規(guī)模將達到96.39億元。
據(jù)北京大學(xué)第三附屬醫(yī)院大外科主任劉忠軍介紹，北京大學(xué)第三醫(yī)院已成功完成世界首例3D打印脊椎植入手術(shù)。劉忠軍認為，如果把微孔假體作為載體，還可以把3D打印技術(shù)變成4D打印技術(shù)，即增加一些藥物局部作用、豐富功能，這將成為生物3D打印技術(shù)未來發(fā)展趨勢之一。
在生物材料和組織工程方面，據(jù)南方醫(yī)科大學(xué)教授黃文華介紹，適用于3D打印技術(shù)的生物材料已經(jīng)成為研究熱點，3D打印技術(shù)可以大大減少醫(yī)療成本，市場空間巨大。比如，通過三維掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)私人定制的醫(yī)療護具，能夠與人的骨骼肌肉完美契合，一套3D打印的護具可能只需要2000元左右，比市場上幾萬元甚至十幾萬元的醫(yī)療護具效果更好。
對于鑄鍛行業(yè)而言，制造流程需要鑄鍛、焊銑分開，需要很多的工序和裝備，而且時間長污染大。華中科技大學(xué)教授張海歐介紹，通過3D鑄鍛銑合一制造技術(shù)，可以獲得比傳統(tǒng)鍛造更優(yōu)越的鍛造性能。
在金屬3D打印領(lǐng)域，目前主要有鋪粉和送粉兩種模式。據(jù)華南理工大學(xué)教授楊永強介紹，鋪粉激光選區(qū)熔化是由一個模型，經(jīng)過切片軟件輸送到機器里，進行選區(qū)或者選擇性熔化，然后一層一層堆積起來，可以做成內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的零件。楊永強認為，如果將增材和原位減材技術(shù)結(jié)合起來，將是非常好的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)制造手段的提質(zhì)增效。
技術(shù)人才亟待補強
雖然3D打印技術(shù)不斷發(fā)展，行業(yè)規(guī)模不斷擴大，但人才短缺的難題始終困擾著行業(yè)更進一步。
“招人非常困難，目前行業(yè)人才供給明顯不足，特別是有工作經(jīng)驗的中高級人才匱乏。從業(yè)者普遍缺乏3D打印專業(yè)技能，入職再培訓(xùn)、再就業(yè)工作艱巨。”羅軍說。
羅軍認為，一定要從教育入手，培養(yǎng)更多3D打印工程師。通過和國際頂尖科研機構(gòu)加強合作，共建實驗室、研發(fā)中心、研究院，解決我國3D打印行業(yè)核心技術(shù)、核心人才短缺的難題。
目前，全球3D打印應(yīng)用市場幾乎一半被美國占據(jù)，30%在歐洲，我國不足10%，仍然缺乏頂層設(shè)計、缺乏核心人才、缺乏深度應(yīng)用。英國皇家工程院院士、曼徹斯特大學(xué)先進激光工程中心主任李琳認為，3D打印技術(shù)對推動我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級意義非常重大，要大力推廣3D打印的示范應(yīng)用和科學(xué)普及，及時跟蹤國際發(fā)展動態(tài)，加強國際合作。
我國現(xiàn)有的教育體系中，還未設(shè)置3D打印的本科專業(yè)，只是在研究生階段開始設(shè)置，未來需要建設(shè)全方位的教育體系。香港科技大學(xué)工學(xué)院副院長李宗津認為，目前3D打印提到的很多問題都是技術(shù)層面的，需要把技術(shù)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(chǎn)業(yè)有限公司總經(jīng)理何斌認為，3D打印產(chǎn)業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)該從實踐入手，希望廣大3D打印產(chǎn)業(yè)企業(yè)家主動作為。“隨著蘭灣智能和惠普3D打印批量化中心平臺的落成，這兩天有來自于廣州白云學(xué)院的12位實習(xí)生能接觸到先進設(shè)備，進行設(shè)備操作和調(diào)試實踐，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)精神。希望更多學(xué)生能夠從實踐的角度來重新認識3D打印，重新發(fā)掘3D打印更多的內(nèi)涵，找準自己的發(fā)展方向。”何斌說。