随着智能制造技术更新换代,3D打印正加速融入我们的生产生活。
“万物”皆可打印
7月15日,黑龙江省哈尔滨市张恺翔同学收到了哈尔滨工业大学的录取通知书。这份通知书整体以“书”的外形呈现,装有一把用太空金属材料3D打印、抛光的“金”钥匙。
3D打印,给录取通知书增添了科技感,备受学子们的喜爱。这种最先在美国发展起来的新型制造技术,也被称为增材制造,其工作原理主要是以数字模型文件为基础,使用可粘合材料如粉末状金属或塑料等,通过逐层打印来构造物体。
“如果把一件物品剖成极多薄层,3D打印就是一层一层将这些薄层打印出来,上一层覆盖在下一层上并与之结合,直到整个物件打印成形。”中国社会科学院工业经济研究所研究员李钢说。
在陕西一家医疗技术有限公司,生产线上十余台3D打印设备整齐排布,通过逐层扫描、累加成形,一个定制化的颅骨模型不到5小时即可制作完成,并能准确展现个体头颅结构,有效协助医疗机构诊疗。
在河南,信阳博物馆用3D打印技术按照1∶3比例虚拟复原的“袖珍版”《文昭皇后礼佛图》,吸引不少游客驻足;在上海,第一食品商店用3D打印技术制作的月饼,受到不少消费者喜爱;在江苏,南京首批混凝土3D打印车棚在江北新区产业技术研创园落地……
中国机械工程学会增材制造(3D打印)技术分会总干事李涤尘表示,我国3D打印已在医疗、航空航天、消费电子等领域实现规模化应用。截至2023年底,国产3D打印装备拥有量占全球装备的11.5%,处于全球第二;消费级非金属3D打印装备市场占比位居全球首位。
更好赋能传统制造
相对于传统制造技术,3D打印的突出优势是不需要模板,可以直接打印,节省了材料消耗和人工成本。例如,以前需要数万元购买的机器配件,现在几百元就可以用3D打印机打印出来。此外,3D打印具有快速成型、实现任意复杂结构的技术优势,能更好地赋能传统制造。
3D打印技术为诸多高科技企业尤其是专精特新“小巨人”企业开辟了新的竞争优势。由于医疗机器人体积小,需要的电池体积更小,目前只有3D打印技术能够解决这种三维尺寸小于4毫米的电池一体化制造及封装难题。借助3D打印技术,科研公司研发出的超微型电池已成功运用到植入式医疗机器人领域。
“3D打印具有广泛的制造业覆盖面,尤其是在新材料、新能源、高端装备等领域应用潜力较大,是推动传统制造业转型升级的重要力量。”李涤尘说。
发展瓶颈仍需突破
高性能、高效率、低成本是3D打印技术的未来发展方向。但目前我国3D打印规模化制造稳定性和经济适用性仍有差距。
李涤尘建议,我国应加快布局3D打印全链条协同创新实验室、中试平台和创新中心,构建以自主技术为主的3D打印生态体系和标准化体系;强化战略人才力量建设,培养3D打印技术创新和产业领军人才。此外,还要加强统筹规划和政策牵引,做强大型3D打印骨干企业,扶持中小3D打印企业。
近年来,欧美已用3D打印整体火箭、发动机等标志性产品,带动了新兴产业快速发展。“从国内看,要以新型工业化为导向,加快打造3D打印标志性产品和典型应用场景,推动3D打印进一步应用到汽车、电子信息、工程机械等重点行业,推动传统产业转型升级。”李涤尘建议。
多位业内人士表示,我国拥有完备的工业体系和丰富的应用场景,随着相关政策不断完善,3D打印有望应用于大部分制造领域,更好地造福人们的生产生活。
(《中国青年报》8.14 魏玉坤 张博文 吴涛)