3D打印“旋风”：扶持监管需“两手抓”

　　小到一个别针，大到一辆汽车，甚至一幢房子，3D打印似乎无所不能。以3D打印技术为代表的数字化制造模式，曾被《经济学人》杂志认为是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”，近年来在全球持续升温、热潮频袭。3D打印与传统制造方式不同的特性，及其理论上“无孔不入”的打印可能，触动了科技界、产业界的敏感神经。

　　什么是3D打印？它将如何改变生产方式和人们的生活？这一技术是否真如人们想象中那么美好？它的发展前景究竟如何？我国与世界先进水平有哪些差距？热闹之后，还需深思。

　　5月29日—31日，2013世界3D打印技术产业大会在北京召开，再一次把这些问题推向前台。

　　概念

　　3D打印究竟咋回事？

　　不久前热映的电影《十二生肖》里有这样一个场景：主人公戴着特殊的手套在圆明园铜兽首上下一摸，获取的三维数据输入电脑，不一会儿，一台3D打印机上，一个一模一样的铜兽首就出炉了……

　　电影里的情节像是在变魔术，但3D打印技术却真实存在。不久前，美国制造出首支3D打印枪支的消息更让人们对这种新技术充满好奇。

　　事实上，3D打印上世纪80年代即诞生于美国，学名是“增材制造”，是将设计好的物体转化为三维设计图，采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来打印真实物体。其工作原理与传统打印原理类似，只不过3D打印机不用纸与墨，而是用塑料、金属、陶瓷、沙子等材料做成粉状后充当“墨水”进行打印。

　　“与盖楼一样，3D打印也是从地基建起，通过打印材料的层层叠加，最终形成一个完整的立体物品。”华中科技大学教授史玉升说。

　　比方说，打印一个乒乓球，先用塑料材料打出球体最底下的一个点，然后打出一个小圈叠加其上，再依次打出逐渐变大的圆圈，到达球直径那么大，再是逐个变小的圆圈到一个点，这些密切联系的点和圆圈拼合在一起成为一个乒乓球。

　　应用

　　“随心所欲”想打啥打啥？

　　3D打印可以分为三大类：一是大众消费级，多用于工业设计、文化创意等领域；二是工业级，主要用于模具、模型等行业以及金属零部件等产品制造；三是生物工程级，如打印牙齿、细胞、器官等。

　　专家说，理论上只要能在电脑里设计出三维模型，大到飞机汽车，小到乒乓球鼠标，3D打印都能实现。

　　那是不是任何人只要有一台3D打印机就可以随心所欲打印任何东西呢？其实这并不符合实际，因为我们生产生活中所需的物品都是由不同的材料制造的，个人买这些材料的成本将大大超过在商场中购买的同类商品。

　　未来 传统制造业新“引擎”

　　“3D打印”横空出世给传统制造业带来了契机。3D打印技术为代表的数字化制造模式，被《经济学人》杂志认为是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。

　　中国科学院院长白春礼也认为，3D打印机可能是体现新一轮工业革命智能、绿色、高效等特点的一项“代表作”。美国等发达国家已经将增材制造确定为制造业创新的重要引擎。

　　3D打印技术相对传统制造技术来讲是一次重大的技术革命，它是否能够取代传统制造业？

　　中国3D打印技术产业联盟秘书长、亚洲制造业协会首席执行官罗军认为，3D打印技术能够解决传统制造所不能解决的技术难题，对传统制造业的转型升级和结构性调整起到积极的作用。但传统制造业所擅长的批量化规模化生产、精益化生产，恰恰是3D打印技术的短腿。因此，3D打印技术本身不是要取代传统制造业，而是要为传统制造业的创新发展注入新鲜动力。

　　据了解，目前，3D打印技术在原材料、操作范围、工艺稳定性等诸多方面还面临着瓶颈，且国内从事3D打印技术研发的科研机构和企业目前大多小而散，各自为战，3D打印产业化将是一个漫长的过程。

　　提醒 扶持监管需“两手抓”

　　据了解，2012年，全世界3D打印行业总产值达22亿美元。其中美国约占60%，德国、日本、中国等各约占10%。

　　罗军预测，中国有潜力成为世界最大的3D打印市场，中国的3D打印市场有望在三年内从目前的约10亿元人民币增长到100亿元。

　　去年，在工信部的支持下，中国3D打印技术产业联盟成立，这也是世界上首个3D打印技术的产业联盟。目前，国内有40多家从事3D打印技术的上下游企业、科研单位都加入了联盟。

　　为整合资源，促进3D打印尽快产业化，产业联盟已首批选择在南京、青岛建设3D打印技术产业创新中心，明年内创新中心将扩充至10家。

　　专家和业内人士建议，国家应尽快制定3D打印产业相关的专业规划和扶持政策。

　　此外，美国政府叫停3D打印造枪也提醒我们，对3D打印带来的安全、质量、法律等问题，相关部门应该先行一步，加强监管。

　　差距

　　设备、材料及应用领域与国外尚有差距

　　发展3D打印技术，中国其实起步并不晚。这方面的研究在上世纪80年代末就已开始，研究力量集中在西安交通大学、华中科技大学和清华大学等高校。

　　目前，这3所高校仍是我国3D打印技术的研究重地，其中西安交通大学侧重研究光固化技术，华中科技大学的优势在于激光粉末烧结技术，而清华大学则侧重塑料堆积技术。

　　华中科技大学材料科学与工程学院教授史玉升表示，我国生产的3D打印机装备功能已经接近国际先进水平，两者的差距主要体现在装备的可靠性和材料研发上。“部分3D打印机的关键器件需从国外进口，而用国产零件生产的打印机稳定性不够。”此外，我国在材料质量和品种上还远不如美国、德国丰富，许多研发的实验材料也需要进口。“更大的差距体现在应用上。”史玉升说，在国外，3D打印技术已经在新产品开发、生物医疗、航空航天、影视教育创意等方面有较多应用，而我国还主要局限于模具打印、文化创意产品等少数领域。

　　另外，在西方国家，3D打印技术可以打印出个性化的假牙、假肢，在医疗健康领域已经取得成效。不过，“假”的东西并不能让人们满足。“未来3D打印技术一个前沿方向是研究如何打印‘活’的人体‘零件’。”史玉升说，只要能找出与人体相容的材料，打印出网状物，再把人体的细胞放上去培养，就能制造出真正的人体组织了。

　　盘点

　　医学、生活、工业领域全面开花

　　医学应用 美国科学家已可以利用装有细胞的3D打印机打印出“迷你肝脏”，和真实肝脏一样，它也富含可以将激素、盐和药物运送到身体各处的蛋白质。它可以代谢肝脏内的药物，还可以被疾病侵袭，允许研究人员观察整个病变过程，也可以施以药物，用以了解药物疗效。今年1月，一家比利时的3D打印公司也展示了一个复杂的假脸3D模型。而今年2月，康奈尔大学研究人员展示了一个用3D打印技术和活细胞注入技术制作的假耳。科学家们希望这一技术的使用可能提供一种再造各种人体器官的更快更逼真方法。

　　生活应用 比利时一家名为Materialise的公司近日展示了一把用3D打印技术制成的椅子。椅子由建筑师威廉姆·麦克唐纳和苏兰·科拉塔设计。该公司打印出的荷兰设计师荷本设计的时装，并在今年1月的巴黎时装周T台上向全世界展示。运动品牌NewBalance最近推出了多款运动鞋，而这些鞋子可以用3D打印技术在鞋底制作一个定制的钉板。今年2月，发明家兼设计师吉姆·科尔展示一个Urbee1按比例缩小的模型，Urbee1是一种用3D打印技术制作的全尺寸乙醚电动三轮车。同样是在2月，日本的一家巧克力制作工坊推出3D打印巧克力。

　　工业应用 海外媒体近期报道称，美国艾姆斯研究中心的工程师和研究员已经在研究如何使3D打印技术用于太空旅行和宇宙研究。这一技术被认为在太空旅行方面潜力无限。该技术或能实现在太空中建造卫星和宇宙飞船。今年初，3D打印机生产商MakerBot证实，美国宇航局的工程师正利用3D打印机建造模型部件，包括“好奇号”火星探测器。 （本报综合）