3D打印技术成为近期科技界被追捧的热门技术。它在美国被奥巴马政府寄望重塑"美国制造",在中国亦被认为是抓aIhUaU.com住第三次工业革命的一次机遇。然而,中国目前的3D技术水平和国际最高水平相比究竟如何?
对此,华中科技大学材料科学与工程学院副院长、“材料成形与模具技术国家重点实验室”副主任史玉升今天做客人民网科技频道访谈时表示,中国3D打印技术技术水平经过20多年的坚持和创新,基本实现与国际最先进水平同步,但是在装备可靠性、适用材料多样性和应用领域方面仍有差距。
史玉升回忆,3D打印技术最早于上世纪80年代末在美国诞生,而国内开始研究这项技术的时间约在80年代末90年代初,“比国外晚几年,可以说几乎同步开始研究”。但是,国内研究团队当年只知原理,却从未见过样机,其创新过程艰难而漫长。
以华中科大为例,从1991年初始进口昂贵的液体材料,到改用纸为材料并成功在1998年卖出第一台设备,再到进一步研发出粉末材料直接做出功能硬件,直至目前装备功能和国外处于同一个水平;从科研经费困难难以为继,到从市场拿经费,根据市场的需求和牵引,“反过来”再开发市场需要的东西;从埋头研制装备到主动推广应用,再在应用的过程中根据客户需求改进,“一直坚持下来,坚持到现在”。
“当然,我们和国外还有差距。”史玉升冷静表示,一方面体现在装备的可靠性上,另一方面,“国外材料的品种比我们多一点”。然而,更重要的差距则体现在应用方面。目前,3D打印技术已经在国外很多行业术得到广泛应用,但在我国应用领域仍然集中在少数几个行业,且“面不大”。
打印原理是石膏粉遇胶水固化的特性。打印头按电脑指令,在下方的石膏粉上喷一层胶水,两者相遇结成硬硬薄薄一层,厚度只有0.088毫米。然后平台下降一点点,石膏粉被一个平堆推平,再喷,再推……打印到400多层后,3D人像就完成了。所以,3D人像在完成时,会被埋在粉堆中,按其上千元的身价看,像是在沙堆里淘金子一样。
打印全彩的人像,最合适的耗材是石膏,不过除了石膏外,3D打印的耗材还包括橡胶、树脂、尼龙、白银,甚至是人造骨粉、石灰、水泥等材料,可以说,小小的一台3D打印机,能神奇地“造物”。
市场分析
3D打印业务在国外的发展势头十分迅猛。前瞻产业研究院发布的《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》显示,2009年全球3D打印市场规模为10.69亿美元,此后三年保持在20%以上的速度增长,至2012年市场规模达到22.04亿美元。2013年全球3D产业的发展更是突飞猛进,增速达到81.49%,市场规模达40亿美元。其中,美国、日本、德国占据了3D打印市场的主导,尤其是美国占据了全球近40%的比重。
优点介绍
三维打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作,桌面打印机可以打印出小物品,而且,人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里;而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品,则需要更大的打印机和更大的放置空间。

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。
与传统技术相比,三维打印技术还拥有如下优势:通过摒弃生产线而降低了成本;大幅减少了材料浪费;而且,它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器;另外,在具有良好设计概念和设计过程的情况下,三维打印技术还可以简化生产制造过程,快速有效又廉价地生产出单个物品。
三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计,这就意味着它们会非常笨重,并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。在三维打印技术中,原材料只为生产所需要的产品”,借用三维打印技术,他的团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后,就能以最优化的方式来实现其功能,因此,与机器制造出的零件相比,打印出来的产品的重量要轻60%,并且同样坚固。