明年6月,第二屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨2014世界3D打印技術(shù)博覽會(huì)將在青島舉行,那些昔日里只能在腦子里幻想的高科技也將轉(zhuǎn)眼成為現(xiàn)實(shí)。著實(shí) ,3D打印技術(shù)的出現(xiàn),真是賺足了民眾的眼球,這種技術(shù)不僅在各大文化創(chuàng)意展覽中頻頻出鏡 ,在大學(xué)生競(jìng)賽中也是節(jié)節(jié)開花。不過(guò),記者發(fā)現(xiàn) ,在3D打印技術(shù)風(fēng)光無(wú)限的背后,卻面臨著普及性產(chǎn)業(yè)化發(fā)展困難的現(xiàn)狀,3D打印技術(shù)還面臨著諸多發(fā)展瓶頸。3D打印技術(shù),何時(shí)才能真正從概念化邁向產(chǎn)業(yè)化呢?帶著這個(gè)問(wèn)題,記者采訪廠家、科研等人員,發(fā)現(xiàn)其背后尚存在很多技術(shù)壁壘,還有很長(zhǎng)的路要走。
打印朵小玫瑰花就需1小時(shí)
島城涉及到3D 打印技術(shù)的公司不在少數(shù) 。11月8日,記者來(lái)到位于李滄區(qū)的青島尤尼科技有限公司,這是一家從事打印機(jī)制造與研發(fā)的科技企業(yè),3D打印機(jī)是該公司最近的產(chǎn)品著眼點(diǎn)。進(jìn)入公司的辦公室,兩臺(tái)3D打印機(jī)正在打印玫瑰花。“打印一朵小玫瑰花需要一個(gè)小時(shí)左右吧。”尤尼科技有限公司的總經(jīng)理王紅給記者展示了許多陳列在展柜的打印成品,城市建筑模型、動(dòng)物模型、玫瑰花、人類肖像,種類繁多。王紅表示,3D 打印機(jī)打印出成品所需的時(shí)間太長(zhǎng),這成了3D打印技術(shù)盡快產(chǎn)業(yè)化所遇到的一個(gè)難題。記者在打印現(xiàn)場(chǎng)看到,一朵小小的玫瑰花,打印的“針頭 ”需要在平板上不停地挪來(lái)挪去,成形速度很慢。
“打印速度慢確實(shí)是現(xiàn)在的3D打印桌面機(jī)的一個(gè)弊病。”位于黃島區(qū)工研院內(nèi)的青島合創(chuàng)快速智造技術(shù)有限公司是一家剛剛成立兩個(gè)月的企業(yè),該公司主要做3D 打印產(chǎn)業(yè),該公司的總經(jīng)理程永麗也向記者表達(dá)了她的困惑。3D打印技術(shù)想要走進(jìn)老百姓的生活當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),如何克服速度的瓶頸是一個(gè)難題。“一開始光知道3D 打印機(jī)能把想法付諸實(shí)踐,直接打印出成品,但是參加過(guò)一個(gè)活動(dòng)后才知道,一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的小豬模型要打印多半天,誰(shuí)有那個(gè)時(shí)間去等啊。”島城市民陳小龍告訴記者,一臺(tái)3D打印機(jī)動(dòng)輒就上萬(wàn)元,買回這樣的機(jī)器回家,打印出一個(gè)小產(chǎn)品要多半天,與高昂的價(jià)格相比,蝸牛一般的速度讓他無(wú)法接受。
成本低又環(huán)保的材料不好找
和普通打印機(jī)不同的是,3D打印機(jī)不使用墨水和紙,而是將塑料、金屬等材料通過(guò)熔化等技術(shù),逐層擠壓或噴射到一個(gè)表面上,從而創(chuàng)造出三維物體。
“在打印過(guò)程中環(huán)保問(wèn)題就出現(xiàn)了 ,這也是最近我們公司在攻克的難題。”尤尼科技有限公司總經(jīng)理王紅告訴記者,前不久國(guó)外的一篇科學(xué)實(shí)驗(yàn)文章引起了她的注意 ,美國(guó)的伊利諾伊理工大學(xué)的研究人員對(duì)目前3D 打印普遍使用的兩種材料——ABS和PLA進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果顯示,在打印過(guò)程中,以上兩種3D 打印材料都會(huì)增加空氣中超細(xì)粒子的濃度,ABS的危害甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)二手煙的危害。
記者了解到,目前推向家庭應(yīng)用的桌面3D打印機(jī)的材料還是以ABS塑料材料為主,而這種材料所帶來(lái)的不環(huán)保和成本過(guò)高等問(wèn)題,讓許多居民把3D 打印機(jī)拒之門外。“一公斤的材料在市場(chǎng)上能賣到五六百元,而且大多是進(jìn)口的。”王紅說(shuō),傳統(tǒng)材料的成本高讓一些家庭望而卻步,而青島合創(chuàng)快速智造技術(shù)有限公司的程永麗也表示,不突破材料這個(gè)難關(guān),3D 打印技術(shù)想要從工業(yè)用邁向家庭用,還有很長(zhǎng)一段路要走。
“生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣和污染確實(shí)讓人無(wú)奈,而且一臺(tái)像微波爐大小的3D 打印機(jī)需要一萬(wàn)多元,買回家只能打印幾個(gè)小模型,放在家里未免顯得枯燥。”程永麗告訴記者,有很多廠家為了降低成本,選用不好的部件組裝3D 打印機(jī),造出來(lái)的打印機(jī)便宜的3000元就能出手,但是造出來(lái)的機(jī)器不結(jié)實(shí),大大影響了打印的精度,有可能用上一段時(shí)間,打印出來(lái)的模型精度就變了樣。“如何既能保證平民價(jià)格進(jìn)入家庭,又要保證打印機(jī)本身品質(zhì),不解決材料問(wèn)題是不行的。”程永麗表示。
人才缺乏企業(yè)面臨瓶頸很多
“3D 打印產(chǎn)業(yè)是一個(gè)關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè),你不光能生產(chǎn)打印機(jī),還要能把打印機(jī)的其他附加難題搞定。”程永麗告訴記者,她本身就是搞3D 打印技術(shù)出身,由于3D 打印技術(shù)人才的缺少 ,自己在做總經(jīng)理的同時(shí)還要時(shí)不時(shí)地檢驗(yàn)調(diào)試設(shè)備。“公司現(xiàn)在 13個(gè)人,剛剛成立,是急需大量3D 打印技術(shù)人才的時(shí)候。”程永麗表示。而同樣做 3D 打印產(chǎn)業(yè)的尤尼科技有限公司也遇到了人才問(wèn)題,“真正懂技術(shù)的老師全公司也就七八個(gè)人,他們承擔(dān)著培育新進(jìn)員工技術(shù)的任務(wù),缺人才也是個(gè)瓶頸。”王紅說(shuō)。
記者采訪了解到,島城的一些3D打印公司已經(jīng)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)的整合,不光要造3D打印機(jī),還要考慮著材料的研發(fā)和改進(jìn),軟件建模的難題,人才的培養(yǎng),另外還要不停地做著3D 打印知識(shí)的全民普及和宣傳。“公司前前后后為3D打印項(xiàng)目投入了 5000萬(wàn)元,但產(chǎn)出的很少 ,市場(chǎng)還沒有打開,每年的營(yíng)業(yè)額也就是百萬(wàn)左右。”王紅告訴記者,尤尼科技有限公司還要擔(dān)負(fù)著3D 打印軟件上的技術(shù)攻關(guān),她設(shè)想要建一個(gè)模型庫(kù),把幾萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)軟件化,爭(zhēng)取能實(shí)現(xiàn)讓人們想到的創(chuàng)意就去模型庫(kù)里搜索并打印出來(lái)。
“我們一直研發(fā)新型的材料,還準(zhǔn)備研發(fā)一款立體掃描儀,只有各個(gè)方面做得完善了才能讓市民愿意買。”王紅表示。
記者在采訪中了解到,島城的一些3D打印企業(yè)的產(chǎn)品范圍還只停留在工業(yè)、醫(yī)療上,而真正與百姓貼得很近的東西還只是簡(jiǎn)單的工藝制品,3D打印下一步該以怎樣的形式進(jìn)入尋常百姓家?
“我們公司經(jīng)常進(jìn)行一些街頭的3D打印產(chǎn)品的展示和宣傳,目前公司還是把宣傳放在非常重要的位置。”王紅告訴記者,如果不推銷3D打印,是不可能讓市民直觀認(rèn)識(shí)3D打印的,但是即使這樣,在街頭宣傳以及創(chuàng)意示范過(guò)程中,大多數(shù)市民還只是表示好奇,真正去了解這項(xiàng)技術(shù)并愿意把它買進(jìn)家門的很少。“我們也準(zhǔn)備多參加文化創(chuàng)意大賽,用多種方式搞宣傳。”程永麗也表示,針對(duì)如何讓3D打印從工業(yè)到家庭,他們也是絞盡腦汁,還在公司建了培訓(xùn)室,能同時(shí)容納30人左右,感興趣的市民可以在培訓(xùn)室體驗(yàn)3D打印技術(shù),想要磋商的企業(yè)也可以在這里得到直觀的產(chǎn)品感受。
先進(jìn)校園再進(jìn)家庭?
11月8日,記者在尤尼科技的廠房里看到,幾百臺(tái)3D打印機(jī)正在測(cè)試運(yùn)行,這些打印機(jī)將要參加李滄區(qū)11月的中小學(xué)科技節(jié)活動(dòng),將被送往李滄區(qū)各個(gè)中小學(xué)課堂,用于科技示范。而記者了解到,包括青島科技大學(xué)、黃海學(xué)院在內(nèi)的五六所青島高校,已經(jīng)有3D打印機(jī)進(jìn)入校園教育。
王紅告訴記者,與李滄區(qū)的洽談已經(jīng)完成,第一批3D打印機(jī)將在3天之內(nèi)進(jìn)入到李滄銅川路小學(xué),讓小學(xué)生感受3D打印技術(shù)的神奇。“其實(shí)這也是我們的一個(gè)推銷方式,因?yàn)樽寣W(xué)校的孩子知道了3D打印技術(shù),他們的家長(zhǎng)肯定會(huì)了解,這樣會(huì)有一個(gè)連帶效應(yīng),能讓更多的人了解到它,一步步開拓市場(chǎng)。”而另一家3D打印企業(yè)的總經(jīng)理程永麗也是這么認(rèn)為:“其實(shí)島城的3D打印企業(yè)都瞄準(zhǔn)了3D打印進(jìn)校園這個(gè)大蛋糕,就看誰(shuí)能占領(lǐng)市場(chǎng)了。”
展望 3D打印釋放個(gè)人創(chuàng)造力
2013年11月6日,由中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司下屬中航工業(yè)青島前哨精密機(jī)械有限公司、中航工業(yè)北京制造工藝研究所與青島科技大學(xué)共同發(fā)起和參與建設(shè)的中航工業(yè)青島科技園增材制造技術(shù)中心成立。據(jù)介紹,該中心是全國(guó)首家3D 打印技術(shù)中心。11月9日,記者采訪了該中心副主任孫梅。
“現(xiàn)在很多桌面的3D 打印機(jī)發(fā)展得還算是比較成熟,隨著技術(shù)的不斷革新,可以讓人們自己設(shè)計(jì)自己喜歡的產(chǎn)品。”孫梅告訴記者,3D 打印技術(shù)不斷融入人們的生活,在食品、服裝、家具、醫(yī)療、建筑、教育等領(lǐng)域大量應(yīng)用,催生許多新的產(chǎn)業(yè)。增材制造設(shè)備已經(jīng)從制造業(yè)設(shè)備成為生活中的創(chuàng)造工具。人們可以用 3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)自己的物品,使得創(chuàng)造越來(lái)越容易,人們可以自由地開展創(chuàng)造活動(dòng)。
從社會(huì)層面講,3D 打印是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后又一不斷普及到百姓生活的工具。孫梅介紹,利用3D 打印,可讓社會(huì)民眾充分參與產(chǎn)品的創(chuàng)造,個(gè)人的創(chuàng)造力被極大釋放,人的想象力不再被實(shí)現(xiàn)手段所制約。
觀點(diǎn) 惠及民眾但非大眾化行為
“這只是從社會(huì)層面上對(duì)這一技術(shù)前景的展望,目前這項(xiàng)技術(shù)也存在很多難題。”孫梅說(shuō),用于民眾的,其中一類最能產(chǎn)業(yè)化的就是醫(yī)療行業(yè)。“最開始就是個(gè)性化牙齒類和骨科類置換,人的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和大小不一樣,通過(guò)個(gè)性化定制就可以大規(guī)模使用。目前該技術(shù)在國(guó)外大規(guī)模使用了,通過(guò)了各種標(biāo)準(zhǔn)的臨床驗(yàn)證,在中國(guó)還沒有開始。”
孫梅說(shuō),牙齒類已經(jīng)開始得到應(yīng)用 ,其價(jià)格也是可以被大家所接受的。“而關(guān)節(jié)類的臨床應(yīng)用 ,最早的一個(gè)注冊(cè)明年就能下來(lái),迎來(lái)一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。”孫梅說(shuō),關(guān)節(jié)等骨科和人的構(gòu)造是一致的,個(gè)性化掃描生產(chǎn)出來(lái),可以提高病人的康復(fù)能力。對(duì)于市民而言,民用方面的還是相對(duì)較少。孫梅說(shuō),它在汽車零部件等方面也可以進(jìn)行專門定制。孫梅分析說(shuō),從目前情況來(lái)看,3D 打印機(jī)很難進(jìn)入到家庭中去。“現(xiàn)在普通的打印機(jī)都沒有普及到家庭中去,價(jià)格昂貴的3D 打印機(jī)走進(jìn)家庭也比較困難。”孫梅說(shuō),現(xiàn)在打印機(jī)的耗材等比較昂貴,并不是人人都能用得起。
難點(diǎn) 技術(shù)壁壘和成本成制約
“現(xiàn)在我們國(guó)家在材料、裝備和工藝方面還不如國(guó)外的發(fā)達(dá),各方面的成本都比較高,主要粉末材料等,在國(guó)內(nèi)的研究都剛剛起步,核心技術(shù)還沒有拿到。”孫梅說(shuō),這種技術(shù)是一新興學(xué)科,和傳統(tǒng)的學(xué)科不一樣,涉及到的學(xué)科比較多,其經(jīng)濟(jì)附加值很高。“現(xiàn)在國(guó)外都是賣設(shè)備不賣工藝,我們購(gòu)買設(shè)備還要交服務(wù)費(fèi),如果遇到技術(shù)問(wèn)題國(guó)外可以教你處理,如果不交的話做不出產(chǎn)品沒人會(huì)管。”孫梅說(shuō),如果不突破這些技術(shù)壁壘,依靠國(guó)外的話,離著市場(chǎng)化還有很長(zhǎng)的一段距離。
此外,在人才方面也需要專門培養(yǎng)。“我們這個(gè)技術(shù)中心有30余人的科研團(tuán)隊(duì),力量已經(jīng)很強(qiáng)大了 ,各種學(xué)科門類都比較齊全。”孫梅說(shuō),現(xiàn)在全國(guó)大學(xué)都沒有設(shè)立一個(gè)專門的學(xué)科,他們中心剛引進(jìn)一個(gè)博士,可以說(shuō)是第一批的專門研究人才。孫梅說(shuō),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,會(huì)給我們的工業(yè)發(fā)展帶來(lái)變革,市民也將享受到更多3D 打印技術(shù)帶來(lái)的生活方式變革。
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