3D打印被稱為新一輪工業革命的代表技術,受到了各國政府的大力支持。2015年,《國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)》以及《中國制造2025》相繼出臺,彰顯了我國對于發展3D打印產業的決心。為此對話“中國3D打印第一人”顏永年,共同探討3D打印的產業方向。
1、日前國務院印發《中國制造2025》戰略規劃,您認為3D打印技術在其中將起到什么作用?3D打印技術如何推動制造業轉型?
顏永年:目前在眾多新興技術中,真正意義上進行加工材料的,并能把材料變成零件的技術當屬3D打印了。可以說未來3D打印將成為《中國制造2025》發展的一個支柱產業。
但是著眼于制造業,在產品制造過程中,光靠3D打印是不行的。因為目前3D打印產品仍無法滿足零件應用上某些指標要求,所以,我認為3D打印技術只有跟傳統制造業結合起來,才能推動制造業的轉型和發展。3D打印不是要取代傳統制造業,而是進一步推動制造業升級轉型,為傳統制造業增加更多個性化及智能化元素。
2、目前世界上主流的3D打印技術有哪些?您認為哪種技術更具發展潛力?3D打印技術應用現狀如何?
顏永年:當前3D打印產業使用最多的就是FDM,即熔融成型技術。但真正能夠推動工業發展的,還是一些工業級的應用,這也是制造業的發展方向。
目前,雖然3D打印已經應用到金屬制造領域,而且能夠保證金屬產品的強度指標,但是這僅僅滿足了工業制造的基本要求,并不能代表3D打印就能在工業領域顛覆傳統工業制造。在塑性δ、ψ和沖擊韌性ak方面,3D打印金屬產品目前還不穩定。因為這兩個指標與許多因素有關,所以只有3D打印與傳統制造技術結合起來,才能有所發展。
3、近幾年,隨著全球3D打印概念興起,國內再次掀起3D打印熱潮,各地開始興建3D打印產業園。國內3D打印產業發展現狀如何?還有哪些難點需要突破?
顏永年:目前國內3D打印工業應用及其發展方面主要集中在航空領域和國防工業方面。在航空領域,由于3D打印解決了偏析(合金成分等均勻)和初步成形問題,已經基本滿足實際應用要求,但滿足不了飛機沖擊韌性的高要求,所以必須將3D打印與傳統擠壓鍛造方法結合,才能保證在航空方面放心地應用。
除此之外,3D打印另一個重要應用方向則是生物領域。現階段利用3D打印技術打印生物體外模型已經完全沒有問題,體外模型只是用來觀察使用的。而在打印體內模型方面,國內也已經有了十幾年的研究。目前雖然可以打印人體器官,但是想要真正應用到人體還有很長的距離。由于人體器官太過復雜,并且細胞種類繁多,目前的3D打印材料類別還無法滿足需求。因此3D打印人體器官難度相當大,但是未來前途光明。未來需要在組織工程支架方面重點突破,應盡快發展3D打印的組織工程支架誘導細胞生長工藝和相關技術,才能讓生物3D打印領域取得真正發展和進步。
4、目前國內3D打印企業產品多是桌面級,并且出現開始“拼價格”的現象。您如何看待桌面級3D打印產業發展前景?如何規范市場競爭?
顏永年:目前桌面級3D打印機主要應用FDM熔融沉積技術,在創意設計和初步設計方面具有一定的前景。桌面級3D打印為大眾化應用設計提供了很多便利,隨著3D打印概念的普及,未來也會有很好的前景。
至于很多公司“拼價格”競爭這也是必然趨勢,畢竟桌面級打印機要求精度不高,大多數廠商都能做到這種精度。在技術競爭力方面沒有什么差別,為了開辟市場和擴大市場,“拼價格”這種現象也實屬正常,只有真正有研發能力的公司才能存活下來。而且,從另外一個角度講,這也有利于3D打印推廣普及。
5、作為國內3D打印第一批進入者,永年激光在3D打印領域主要有哪些技術突破?目前產業化進展情況如何?
顏永年:永年激光在3D打印領域設備主要向材料集成化方向發展,這也是我們自己的創意和特色。永年激光的多功能3D打印設備,既適用于組織工程材料,也適用于金屬和非金屬材料,通過增加材料集成度滿足客戶多樣的需求。該類型產品在2015年剛剛推出,目前還沒有批量生產,今年底將量產。