【文章內(nèi)容簡介】 印機為電影特效片段制造 3D 模型和原型，為演員量身定制可以完全適合演員的臉、頸部和頭部的道具，在電影《侏羅紀(jì)公園》、《阿凡達》、《 鋼鐵俠 》以及《復(fù)仇者聯(lián)盟》中都有應(yīng)用。 日本一家公司推出了面向個人的“ Baby 復(fù)原服務(wù)”，只需提供嬰兒在母親肚子里的 X 光照片，他們便可以復(fù)原成三維圖像后，打印出一個肚子里的嬰兒模型作為紀(jì)念。 4. 四 .國內(nèi)現(xiàn)狀 總體感覺：國內(nèi)對此的科研水平一點不弱、有自己特點、不少 地方甚至領(lǐng)先，但在 民用、工業(yè)用的 商用 3D打印機產(chǎn)品的開發(fā)方面、 3D打印的應(yīng)用服務(wù)方面，即 3D 打印產(chǎn)業(yè)化方面較弱。參見下文。 代表性的企業(yè) /高校和 3D 打印機產(chǎn)品 中國從 1994 年開始研究 3D 打印，北京隆源公司于 1995 年成功研發(fā)了一臺AFS 激光快速成型機，隨后華中科技大學(xué)也研制出了 SLS 快速成型機。 由亞洲制造業(yè)協(xié)會聯(lián)合華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)等權(quán)威科研機構(gòu)和 3D行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)共同發(fā)起的中國 3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣告成立：2021 年 10 月 15 日下午，由亞洲制造業(yè)協(xié)會組織召開的中國 3D 打印技術(shù)研討會在北京國際飯店舉行，與會專家學(xué)者和企業(yè)家分別就“ 3D 打印技術(shù)的 現(xiàn)狀與前景展望 ”、“ 3D 打印技術(shù) 與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合 ”，“我國 3D 打印技術(shù) 與國際差距 ”，“ 3D 打印技術(shù)的 技術(shù)障礙和應(yīng)用 ”等議題展開深入研討。 在研討會上，通過了《中國 3D 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟章程》，選舉產(chǎn)生了組織機構(gòu)，北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院 王華明 教授被推舉為首任理事長，華中科技大學(xué) 史玉升 教授被推舉為第一副理事長，亞洲制造業(yè)協(xié)會 CEO 羅軍，湖南華曙高科有限公司總裁許曉曙，南京紫金立德電子有限公司總裁連寧被推舉為副理事長，清華大學(xué)顏永年教授被推舉為首席顧問，武漢濱湖機電科技公司、中航激光公司、無錫飛而康快速制造公司，杭州銘展網(wǎng)絡(luò)公司、昆山永年先進制造公司、以色列objet 公司被推舉為創(chuàng)始會員。 與會專家一致認為， 3D 打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到 航空航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造 ，是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的完美 結(jié)合。當(dāng)前，我國在 3D 打印技術(shù)的 核心領(lǐng)域 已經(jīng)與美國 3D公司，以色列 objet 公司等國際巨頭 基本處于同一水平 。但是， 在材料和軟件開發(fā)，裝備等方面，還有一定的差距 。 據(jù)了解，國內(nèi)快速成型系統(tǒng)的科研團隊主要包括清華大學(xué)顏永年團隊、華中科技大學(xué) 史玉升 研究團隊、西安交通大學(xué)盧秉恒團隊，及北京航空航天大學(xué) 王華明 團隊等。 北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授是 國內(nèi)激光成型技術(shù)的領(lǐng)軍人物 。王華明教授：航空材料與結(jié)構(gòu)研究部“首席科學(xué)家”，國內(nèi)激光制造的學(xué)術(shù)帶頭人，“北航團隊”領(lǐng)頭人，在鈦合金結(jié)構(gòu)激光快速成型工藝、成套工藝裝備及工程化的研究方面 有十多年的研究經(jīng)驗 (搞了十多年了哦 )。從媒體報道及學(xué)術(shù)文章看，王教授提出“ 激光熔覆多 元多相過渡 金屬 硅化物高溫耐磨耐蝕多功能涂層材料”研究新領(lǐng)域，研制出迄今世界最大、擁有核心關(guān)鍵技術(shù)的飛機大型整體鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套裝備，制造出中國最大的大型整體鈦合金飛機主承力結(jié)構(gòu)件，并通過裝機評審。我國成為目前世界上唯一掌握飛機鈦合金大型主承力結(jié)構(gòu)件 激光快速成形技術(shù)并實現(xiàn)裝機應(yīng)用的國家。王教授論文 主要集中在激光加工航空部件領(lǐng)域，研究主要集中在工藝和材料上 （目前研究方向為“定向生長柱晶鈦合金激光區(qū)域約束熔鑄冶金材料制備與發(fā)動機葉片等復(fù)雜零件激光直接成型新技術(shù)”等。但由于技術(shù)的相通性，其成果也可以應(yīng)用于其它大型 金屬 結(jié)構(gòu)件）。在該領(lǐng)域的研究領(lǐng)先全球，具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。 北航與沈飛 601 所研制出全世界最大的激光成型鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件： 在解決 激光成形過程中零件嚴重“變形開裂”和內(nèi)部缺陷和內(nèi)部組織”控制等長期制約該技術(shù)發(fā)展的重大“瓶頸難題” 上 ,除北京航空航天大學(xué)取得了可喜突破外 ,國內(nèi)外迄今一直未能取得實質(zhì)性進展 ,致使目前大型 金屬 構(gòu)件激光快速成形技術(shù)研究在國際上落入“低潮” ,國際上大部分從事激光快速成形技術(shù)研究的單位大多轉(zhuǎn)向零件“激光修復(fù)”領(lǐng)域。 2021 年 8 月 25 日，南風(fēng)股份公告決定投資“重型 金屬 構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目”。 據(jù)披露，這種技術(shù)廣義的說法就是國際上流行的 3D 打印技術(shù)，以 金屬 粉末、絲材為原料，通過 高能束熔化沉積 “直接生長”， 從 CAD 模型完成高性能重大型 金屬 構(gòu)件成型。項目總投資為 億元，內(nèi)容包括 重型 金屬 構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)的研發(fā)、工程化裝備的研制以及產(chǎn)業(yè)化的實施，應(yīng)用前景在核電、火電、水電、冶金、化工、船舶等行業(yè)高端重型裝備制造等領(lǐng)域。 所需資金由控股 51%的子公司南方風(fēng)機研究所自籌。而南方風(fēng)機研究所的二股東、持股31%的王華明可謂該 3D 打印領(lǐng)域國內(nèi)最權(quán)威的專家之一，王華明現(xiàn)任北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、“北京市大型關(guān)鍵 金屬 構(gòu)件激光直接制造工程技術(shù)研究中心”主任、“大型整體 金屬 構(gòu)件激光直接制造教育部工程 研究中心”主任。 問：公司投資的 3D 打印項目市場前景怎樣？ 南風(fēng)公司：這個項目嚴格意義來說不算是“ 3D 打印”， 3D 打印是指針對微型產(chǎn)品，我們則是針對重型 金屬 構(gòu)件，應(yīng)用領(lǐng)域不同，這個不能混為一談。 （注：這只是南風(fēng)公司的觀點） 問：出過樣品嗎？ 南風(fēng)公司：已經(jīng)有一些核電方面的樣件做出來了。 在南風(fēng)股份之前，中航重機也瞄上了王華明研究團隊。 在 2021 年 7 月，中航重機加上中航（沈陽）高新科技有限公司、中航投資控股有限公司（現(xiàn) ST 航投）、北京工業(yè)發(fā)展投資管理有限公司、北京北航資產(chǎn)經(jīng)營有限公司、王華明及其研發(fā)團隊等 6 家合資創(chuàng)辦中航激光 (“中航天地激光科技有限公司” )，注冊資本 1 億元，中航重機持股 20%。中航激光 正在實施“大型鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)” 產(chǎn)業(yè)化 。為激光快速成型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化搭建了平臺。 中航激光主要發(fā)展激光快速成型技術(shù)，以鈦合金等 金屬 粉末為原料，通過激光熔化逐層沉積（“生長制造”），直接由零件 CAD 模型一步完成高性能大型整體結(jié)構(gòu)件的成型 (近凈成形 )。 激光快速成形技術(shù)，通過 技術(shù)創(chuàng)新 ，擺脫對傳統(tǒng)大型鍛造等重型高端裝備的依賴，為我國大型整體鈦合金結(jié)構(gòu)件等高端裝備零部件的 制造技術(shù)瓶頸 提供了一條新的技術(shù)途 徑， 在航空、航天、船舶、核能等高端裝備制造以及高端民品零部件加工等領(lǐng)域具有應(yīng)用價值和較為廣闊的應(yīng)用 。中航 激光 的激光快速成型技術(shù)具有成本低、制造周期短、零件材料利用率高等特點，居于世界領(lǐng)先地位。 上面提到的王華明，與南方風(fēng)機研究所股東王華明為同一人。也就是說，中航重機與南風(fēng)股份的技術(shù)靠山，都是北航。中航重機與北航合作發(fā)明了鈦合金大型結(jié)構(gòu)件激光快速成型新工藝，研制出具有一系列 “原創(chuàng)”核心關(guān)鍵技術(shù)、迄今世界最大的大型鈦合金結(jié)構(gòu)件。 2021 年 10 月，北航與上海飛機設(shè)計研究所用時不到兩個月，實現(xiàn)了我國首架大型客機 C919 機頭工程樣件 Ti6Al4V 鈦合金主風(fēng)檔窗框大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的激光成型制造、熱處理、數(shù)控加工和交付應(yīng)用，同時也是世界上首次實現(xiàn)激光成型鈦合金構(gòu)件在民用客機研制上的應(yīng)用。 問：中航激光如今業(yè)務(wù)怎樣？ 中航激光公司：已經(jīng)在做一些鈦合金、高溫合金產(chǎn)品，現(xiàn)在做的都還是 軍用品 。 問：以后打算怎么發(fā)展？ 中航激光公司：打算 立足航空 ，然后向其他方向拓展，但沒必要向下延展，我們做的都是 高端產(chǎn)品 。 銀邦股份亦是同樣在借力的淘金者。 2021 年 8 月 15 日，銀邦股份與無錫安迪利捷貿(mào)易有限公司簽訂框架協(xié)議， 合資成立飛而 康快速制造科技有限責(zé)任公司，新公司主營業(yè)務(wù)暫定為 高密度、高精度粉末冶金零件、各類新材料與復(fù)雜部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售 。其中主營業(yè)務(wù)中有部分產(chǎn)品涉及激光快速成型技術(shù)，該技術(shù)是 金屬 3D 打印技術(shù)中的一種。將利用 3D 打印技術(shù)之一的激光快速成型技術(shù)， 生產(chǎn)高密度、高精度粉末冶金零件以及醫(yī)療器械零部件等產(chǎn)品 。資料顯示，銀邦股份的合作伙伴無錫安迪利捷貿(mào)易有限公司的實際控制人為吳鑫華，現(xiàn)任英國伯明翰大學(xué)多學(xué)科研究中心教授、先進材料設(shè)計和加工研究室主任以及英國材料協(xié)會院士。 問： 3D 打印生產(chǎn)所需的 3D 打印機設(shè)備從何而來？ 金屬 粉末原料是公司自己生產(chǎn)的產(chǎn)品嗎？ 公司：我們的生產(chǎn)設(shè)備是從歐洲進口的， 生產(chǎn)所需的 金屬 粉末原料暫時也是從國外進口的 。未來公司將自己進行 金屬 粉末的生產(chǎn)。 NBD：既然生產(chǎn)設(shè)備是公司進口的，如果其他公司進口同樣的設(shè)備，是不是也能生產(chǎn)出與公司相類似的產(chǎn)品？ 公司：不可否認， 生產(chǎn)設(shè)備是非常關(guān)鍵的，但并不是說有設(shè)備就能輕易生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，還涉及一系列關(guān)鍵的技術(shù)和工藝參數(shù)，這些對最終成品的性能有重要影響。 華中科技大學(xué)史玉升研究團隊正力圖通過武漢濱湖機電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司使研究成果商業(yè)化 ，濱湖機電的股東中就有資本市場聲名顯赫的深圳創(chuàng)新投資集團。 在 經(jīng)過近 20 年的研發(fā) ，國內(nèi)的 3D 打印設(shè)備也在不斷取得突破，華中科技大學(xué)材料學(xué)院副院長史玉升教授的研究團隊開發(fā)的 “立體打印機”（ 基于粉末床的激光燒結(jié)快速制造裝備 ），是目前世界上最大成形空間的快速制造裝備，遠遠超過國外同類裝備水平，并因此獲得 2021 年國家技術(shù)發(fā)明二等獎。 據(jù)了解，從 1991 年開始，華中科技大學(xué)研究團隊開始快速制造技術(shù)研發(fā)工作(研發(fā)了 20 年哦 )， 2021 年開發(fā)出工作面為 0． 5 米 0． 5 米的裝備，超過了當(dāng)時代表國際最先 進水平的美國 3D 系統(tǒng)公司； 2021 年研制出了工作面達 1 米 1米的裝備，遠遠超過國外同類裝備。隨后，史玉升研究團隊在“大工作面粉床 預(yù)熱溫度場均勻控制裝置及方法 ”和“高強度大型激光燒結(jié)制件的 粉末材料制備及成形工藝 ”等 影響大型復(fù)雜制件整體成形的關(guān)鍵技術(shù) 方面取得了突破，研制成功工業(yè)級的 1． 2 米 1． 2 米快速制造裝備，這是世界上最大成形空間的此類裝備，超過德國 EOS 公司最大成形空間 0． 73 米 0． 38 米和美國 3D 系統(tǒng)公司 0． 55米 0． 55 米的同類產(chǎn)品，使我國在快速制造領(lǐng)域達到世界領(lǐng)先水平。 這項技術(shù)與裝備的研發(fā)解決 了新產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本高、市場響應(yīng)慢、柔性化差等問題， 尤其適合動力裝備、航空航天、汽車等高端產(chǎn)品上關(guān)鍵零部件的制造 。如空心渦輪葉片、渦輪盤、發(fā)動機排氣管、發(fā)動機缸體和缸蓋，企業(yè)一旦擁有此技術(shù)，其產(chǎn)品更新?lián)Q代能力明顯改善，競爭力可以顯著提高。史玉升教授研究團隊的重要骨干黃智告訴記者，廣西玉柴機器股份有限公司運用該技術(shù)生產(chǎn)六缸發(fā)動機缸蓋，一個星期內(nèi)可以整體成形出四氣門六缸發(fā)動機缸蓋砂芯。而采用傳統(tǒng)的砂型鑄造試制方法，僅工裝模具的設(shè)計制造周期通常需要 5 個月左右。 (插入一句點評：為何上面標(biāo)黑的字里面頻頻出現(xiàn)所謂 的在“高端”領(lǐng)域具有應(yīng)用價值呢，請繼續(xù)往下閱讀，原因請參見第七節(jié)里的內(nèi)容 ) 據(jù)悉，已有 200 多家國內(nèi)外用戶購買和使用這項技術(shù)及裝備，為我國關(guān)鍵行業(yè)核心產(chǎn)品的快速自主開發(fā)提供了有力手段。我國一些鑄造企業(yè)應(yīng)用該技術(shù)后，將復(fù)雜鑄件的交貨期由傳統(tǒng)的 3 個月左右縮短到 10 天左右，我國發(fā)動機制造商將大型六缸柴油發(fā)動機的缸蓋砂芯研制周期由傳統(tǒng)方法的 5 個月左右縮短至一周左右。 2021 年該技術(shù)被歐洲空客公司（ Airbus）等單位選中，聯(lián)合承擔(dān)了歐盟框架七項目，用于輔助航空航天大型鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的快速制造。 華中科技大學(xué)材料學(xué) 院副院長、快速制造中心主任史玉升教授表示，開發(fā)大成形空間的激光快速制造技術(shù)與裝備是國際先進制造領(lǐng)域的一個競爭方向， 也是決定快速制造技術(shù)走向工業(yè)化應(yīng)用的難點之一 。這種基于粉末床的激光燒結(jié) “ 立體打印 ” 技術(shù)，獲得了 2021 年國家技術(shù)發(fā)明二等獎， 米 米工作面的世界最大 “ 立體打印機 ” 入選兩院院士評選的 2021 年中國十大科技進展。 快速制造中心引進 機械、信息、光學(xué)、計算機、自動控制、力學(xué)、新型材料等領(lǐng)域的人才 ，開展交叉學(xué)科研究。 20 年來，快速制造中心已從最早的不到 10人，發(fā)展到 100 多人 ，成為目前華中科技大學(xué)最大的研發(fā)團隊之一，人員構(gòu)成 涉及多個學(xué)科 。 (點評： 人員規(guī)模不小啊，多學(xué)科交叉研究 ) 近來，快速制造中心主攻生物制造的博士生張升十分忙碌。多家醫(yī)院希望與他展開合作，利用相關(guān)技術(shù)來制作牙齒。這不但可以降低傳統(tǒng)造牙的成本，還可以一對一地訂制假牙齒。浙江某飾品公司的負責(zé)人也專程前往該中心，希望能得到技術(shù)支持。 3D 打印尚未形成商用 ： 在今年 7 月 17 日富士康的技術(shù)發(fā)表大會上，華中數(shù)控受邀參加，當(dāng)時展出的產(chǎn)品就提到 3D 打印設(shè)備。華中數(shù)控也被資金搞成 3D 打印概念股并不奇怪，因為公司實際控制人華中科技大學(xué)在從事 3D 打印的研究，并且已經(jīng)有所成就。 華中科技大學(xué)于 1991 年成立快速制造中心； 1998 年史玉升教授進入該中心工作，開始負責(zé)如何用各種粉末材料快速造出各種任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件；近 1年研發(fā)后，史玉升教授帶領(lǐng)團隊造出了一個計算機鼠標(biāo)。而如今，史玉升帶領(lǐng)團隊已造出 米 米工作面、基于粉末床的激光快速制造裝備。 問：公司給富士通提供什么 3D 打印設(shè)備？ 華中數(shù)控公司：我們只是參加了一個展會，沒有提供過設(shè)備。 問：公司