3D打印技術(shù)催動(dòng)高質(zhì)量數(shù)實(shí)融合

 打印玩具、打印食品、打印汽車……隨著智能制造技術(shù)更新?lián)Q代，3D打印正加速融入我們的生產(chǎn)生活。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，今年以來(lái)，我國(guó)3D打印設(shè)備產(chǎn)量保持兩位數(shù)高速增長(zhǎng)，上半年同比增長(zhǎng)51.6%。

  記者日前走訪陜西、廣東、江蘇等地發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展深化，促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量融合，已成為我國(guó)新質(zhì)生產(chǎn)力培育壯大的重要推動(dòng)力。

  潮玩、食品、顱骨模型等皆可打印

  7月15日，黑龍江省哈爾濱市張愷翔同學(xué)收到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)的錄取通知書(shū)。這份通知書(shū)整體以“書(shū)”的外形呈現(xiàn)，裝有一把用太空金屬材料3D打印、拋光的“金”鑰匙。

  3D打印，給錄取通知書(shū)增添了科技感，備受學(xué)子們的喜愛(ài)。這種最先在美國(guó)發(fā)展起來(lái)的新型制造技術(shù)，也被稱為增材制造，其工作原理主要是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用可粘合材料如粉末狀金屬或塑料等，通過(guò)逐層打印來(lái)構(gòu)造物體。

  “如果把一件物品剖成極多薄層，3D打印就是一層一層將這些薄層打印出來(lái)，上一層覆蓋在下一層上并與之結(jié)合，直到整個(gè)物件打印成形。”中國(guó)社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所研究員李鋼說(shuō)。

  在陜西，記者走進(jìn)西安康拓醫(yī)療技術(shù)有限公司，生產(chǎn)線上十余臺(tái)3D打印設(shè)備整齊排布，有序作業(yè)。通過(guò)逐層掃描、累加成形，一個(gè)定制化的顱骨模型不到5小時(shí)即可制作完成。

  “每臺(tái)設(shè)備可以同時(shí)生成6個(gè)顱骨模型。”公司研發(fā)工程師趙峰說(shuō)，每個(gè)模型都是量身定制，能準(zhǔn)確展現(xiàn)用戶頭顱結(jié)構(gòu)，有效協(xié)助醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行診療。

  如今，豐富多樣的潮流玩具受到不少年輕人熱捧，玩具制造這一傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)正煥發(fā)新的商機(jī)。在“中國(guó)潮玩之都”廣東東莞，3D打印技術(shù)已被廣泛運(yùn)用到潮玩產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)之中。

  “在設(shè)計(jì)階段，主要運(yùn)用3D打印技術(shù)驗(yàn)證外形、結(jié)構(gòu)等方面的可行性。比如，公司推出的潮玩IP‘胖噠’，經(jīng)過(guò)數(shù)十次3D打印技術(shù)驗(yàn)證后，才設(shè)計(jì)出最適合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品形態(tài)。”東莞市順林模型禮品股份有限公司董事長(zhǎng)劉學(xué)深說(shuō)。

  在河南，信陽(yáng)博物館用3D打印技術(shù)按照1∶3比例虛擬復(fù)原的“袖珍版”《文昭皇后禮佛圖》，吸引不少游客駐足；在上海，第一食品商店用3D打印技術(shù)制作的月餅，受到不少消費(fèi)者喜愛(ài)；在江蘇，南京首批混凝土3D打印車棚在江北新區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研創(chuàng)園落地……

  中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)增材制造（3D打印）技術(shù)分會(huì)總干事、西安交通大學(xué)教授李滌塵表示，我國(guó)3D打印已在醫(yī)療、航空航天、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。截至2023年底，國(guó)產(chǎn)3D打印裝備擁有量占全球裝備的11.5%，處于全球第二；消費(fèi)級(jí)非金屬3D打印裝備市場(chǎng)占比位居全球首位。

  更好賦能傳統(tǒng)制造

  在億滋食品（蘇州）有限公司湖東工廠，每小時(shí)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的夾心餅干新鮮出爐，通過(guò)自動(dòng)包裝分發(fā)送往各地。如此高效的生產(chǎn)方式，離不開(kāi)3D打印技術(shù)的助力。

  “購(gòu)入3D打印機(jī)后，以前需要6萬(wàn)元購(gòu)買的食品加工機(jī)器配件，現(xiàn)在幾百元就可以打印出來(lái)，食品加工效率有了明顯提升。”億滋湖東工廠制造總監(jiān)李云龍說(shuō)。

  記者在采訪中了解到，相對(duì)于傳統(tǒng)制造技術(shù)，3D打印的突出優(yōu)勢(shì)是不需要模板，可以直接打印，節(jié)省了材料消耗和人工成本。其次，3D打印具有快速成型、實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，更好賦能傳統(tǒng)制造。

  在浙江，記者在杭州時(shí)印科技有限公司生產(chǎn)車間看到，一臺(tái)食品3D打印機(jī)可以做出20多種不同類型的食品。“傳統(tǒng)烘焙類產(chǎn)品都是用手工制作，現(xiàn)在可以通過(guò)數(shù)字化方式呈現(xiàn)。”公司CEO李景元說(shuō)，食品3D打印機(jī)可以打印出不同形態(tài)產(chǎn)品，更好滿足市場(chǎng)定制化需求。

  業(yè)內(nèi)人士告訴記者，3D打印技術(shù)為諸多高技術(shù)企業(yè)尤其是專精特新“小巨人”企業(yè)開(kāi)辟了新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

  “由于醫(yī)療機(jī)器人體積小，需要的電池體積更小，目前只有3D打印技術(shù)能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題。”高能數(shù)造（西安）技術(shù)有限公司首席運(yùn)營(yíng)官令旗說(shuō)，借助3D打印技術(shù)，公司研發(fā)出的“玲瓏”系列超微型電池，已成功運(yùn)用到植入式醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，廣受市場(chǎng)歡迎。

  從《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出打造增材制造產(chǎn)業(yè)鏈，到“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出深入實(shí)施增強(qiáng)制造業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)改造專項(xiàng)，我國(guó)將增材制造（3D打印）作為未來(lái)規(guī)劃發(fā)展的重要領(lǐng)域。

  在地方層面，記者梳理發(fā)現(xiàn)，廣東、江蘇、重慶、浙江等多地在政策文件中明確發(fā)展增材制造（3D打印）。比如，廣東印發(fā)行動(dòng)計(jì)劃，明確到2025年，將打造營(yíng)收超1800億元的激光與增材制造戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群。

  “3D打印具有廣泛的制造業(yè)覆蓋面，尤其是在新材料、新能源、高端裝備等領(lǐng)域應(yīng)用潛力較大，是推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量。”李滌塵說(shuō)。

  發(fā)展瓶頸仍需突破

  受訪專家告訴記者，高性能、高效率、低成本是3D打印技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。但是，目前我國(guó)3D打印規(guī)?；圃旆€(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)適用性仍有差距，還需進(jìn)一步完善技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)支撐政策體系。

  從技術(shù)層面看，李滌塵建議，加快布局3D打印全鏈條協(xié)同創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、中試平臺(tái)和創(chuàng)新中心，構(gòu)建以自主技術(shù)為主的3D打印生態(tài)體系和標(biāo)準(zhǔn)化體系。強(qiáng)化戰(zhàn)略人才力量建設(shè)，在國(guó)家人才培養(yǎng)計(jì)劃中單列3D打印類別，多層次引育3D打印技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。

  有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)3D打印規(guī)模以上企業(yè)有近200家，但其中多為中小企業(yè)，研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力相對(duì)較弱。“要加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和政策牽引，做強(qiáng)大型3D打印骨干企業(yè)，扶持中小3D打印企業(yè)，加快產(chǎn)業(yè)集聚，培育產(chǎn)業(yè)集群。”李鋼說(shuō)。

  記者在采訪中了解到，近年來(lái)，歐美已用3D打印整體火箭、發(fā)動(dòng)機(jī)等標(biāo)志性產(chǎn)品，帶動(dòng)了新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。“從國(guó)內(nèi)看，要以新型工業(yè)化為導(dǎo)向，加快打造3D打印標(biāo)志性產(chǎn)品和典型應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)3D打印進(jìn)一步應(yīng)用到汽車、電子信息、工程機(jī)械等重點(diǎn)行業(yè)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。”李滌塵建議。

  多位業(yè)內(nèi)人士表示，我國(guó)擁有完備的工業(yè)體系和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，隨著相關(guān)政策不斷完善，3D打印有望應(yīng)用于大部分制造領(lǐng)域，更好造福人們的生產(chǎn)生活。

  “預(yù)計(jì)未來(lái)3至5年，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模將與歐美總體相當(dāng)，增長(zhǎng)率將高于全球8至10個(gè)百分點(diǎn)。”李滌塵說(shuō)，未來(lái)，3D打印將全面支撐先進(jìn)飛機(jī)、機(jī)器人、器官藥物篩選模型等行業(yè)，有望催生萬(wàn)億元市場(chǎng)規(guī)模增量。

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