3D列印技術成過去式?應用才剛開始!

2020-12-14 廣州日報

2014年,「3D列印」就像今天的「區塊鏈」一樣,是炙手可熱的名詞。「當時3D列印被看作是增量、是新動能,5年過去,很多人認為它成了過去式,其實3D列印的應用才剛剛開始。」在廣交會展館舉行的「2019廣東3D列印產業應用高峰論壇」上,一位3D列印行業代表在發言中如是說。

12月1日,為推動3D列印技術的應用產業化方向的發展,由廣州市工業和信息化局指導,RoboIMEX組委會與廣東省增材製造協會聯合主辦,廣州市晟龍工業設計科技園發展有限公司(廣州市3D列印產業園)承辦的「2019廣東3D列印產業應用高峰論壇」在廣州廣交會展館舉行,論壇和展會匯聚多位院士專家、行業精英、企業代表,展示國內外增材製造產業先進技術和產品應用案例等技術實戰成果。

「中國3D列印之父」盧秉恆:

建議廣東著力將3D列印運用於可穿戴電子設備、新能源汽車等領域

被譽為「中國3D列印之父」的盧秉恆是中國工程院院士,西安交通大學教授、博士生導師,快速製造國家工程研究中心主任、廣東省增材製造協會名譽會長。他在演講中介紹,近年來,全球3D列印產業呈快速發展態勢,目前全球市場規模達92億美元,根據我國統計數據,中國目前 3D列印市場規模31.8億元,佔了1/3,從發展態勢看,今年上半年中國3D列印設備增長271.24%。他還介紹,增材製造(3D列印)技術具有5個任意的優勢,即任何材料、任意形狀、任意批量、任何領域、任何場所,目前被廣泛運用於車型開發、建築施工、生物醫療、航空航天、動力機械、個性化設計等領域。

根據中國增材製造產業聯盟不完全統計,目前,廣東省的3D列印產值已佔全國的三分之一。「廣東是改革開放的前沿地,對新技術十分敏感,是3D列印技術應用最前沿的地方。」 盧秉恆表示,不過,因廣東製造業發達,3D列印應用最多的仍是手板原型領域,甚至有產能過剩、過度競爭的情況,「因為會有人以為它是過去式」。

對於3D列印在廣東的應用方向,他建議可以側重三個方面:第一是電子製造領域,珠三角有雄厚的模具製造業基礎;第二是可穿戴電子設備領域,如耳機、眼鏡等,因為每個人的可穿戴設備都有差異,需要個性化定製;第三是汽車領域,尤其是新能源汽車追求輕量化,有車企都正在嘗試使用複合材料, 3D列印技術有廣闊空間。據了解,盧秉恆的研究領域側重於3D列印技術在軍工領域的運用,針對廣東的產業情況,他有意在廣東建立3D列印研究院,進行有針對性的研發。

法國國家技術科學院院士呂堅:

去年實現全球首次陶瓷4D列印 「3D印表機會像相機一樣進入普通家庭」

隨著3D列印技術的發展,這一領域已經出現4D列印的探索,即在3D列印的基礎上,增加一個時間維度,使得在一定刺激(譬如熱、水、磁場、電流、紫外線等)下,3D列印物體的形狀和功能隨著時間發生變化。去年,法國國家技術科學院院士、香港城市大學機械工程講座教授呂堅帶領其團隊實現了全球首次陶瓷4D列印,引起廣泛關注。據悉,陶瓷的熔點很高,常規雷射列印技術製造陶瓷十分困難,而現有3D列印技術製造的陶瓷前驅體通常難以變形,影響複雜形狀的陶瓷製品的生產,因此呂堅團隊研究出某種聚合物和陶瓷納米粒子混合而成的「陶瓷墨水」,用它列印的陶瓷前軀體非常柔軟,使得陶瓷4D列印成為可能。時隔一年多,他帶著最新的4D列印陶瓷研究成果來到此次論壇,做「2D-3D-4D列印:原理,工藝及在生物醫療,3C及航空航天領域的應用」主題演講。

「這一年,我們在研究水控、磁場控、光控 (即在水、磁、光的刺激下改變3D列印作品形狀、功能)的4D列印作品。我們還和廣東省科學院材料所合作,將鈦合金3D列印假肢的抗疲勞強度增加了一倍,使得它的壽命可以延長到無窮大。」呂堅向記者介紹團隊一年來的研究成果。此前,他曾提及陶瓷4D列印可應用於手機背板,尤其在手機進入5G時代後,可以同玻璃、塑料一樣避免信號屏蔽問題,且不會太重又比較高檔。隨著5G手機的慢慢普及,他表示,2年內,他們將研發出陶瓷手機。

作為一名身在大灣區的3D列印領軍專家,他總是在大灣區範圍尋找研究成果的運用領域,尤其是在大灣區四大中心城市。他認為,大灣區在人才、資金、技術的流動上具有不可比擬的優勢,「光是廣東的陶瓷產業就有300個億的市場規模,還有手機製造等產業,應用前景廣闊」。呂堅還認為,大眾化是3D列印的發展趨勢,如今最便宜的3D列印設備才兩三千元,未來會像相機、印表機一樣進入尋常家庭,屆時人人可以成為3D列印設計者、個性化製造者,從而解構現在傳統的塑料壓鑄行業。

腦洞大開:3D列印石獅子、鞋墊等展出

此外華南理工大學楊永強教授、哈爾濱工業大學冷勁松教授、華中科技大學王運贛教授等諸多3D列印領域專家及行業代表發表3D列印的應用剖析和瓶頸突破等專題演講。

高峰論壇同期舉辦的增材製造(3D列印)技術與設備展,是為3D列印參展企業專門搭建的展示國內3D列印領先技術和設備的專業展覽平臺。雷佳增材、捷和電子、閃創自動化等多家國內外知名企業和單位,致力呈現最新最全的增材製造全產業鏈產品與技術,包括快速成型、CAD/CAM軟體開發、教育培訓、模具製造、 3D雷射雕刻、工業級和桌面級3D印表機及相關配件等。

記者在逛展中了解到很多腦洞大開卻有實用性的3D列印物品。比如3D列印的石獅子、透明小提琴、根據人體足弓的差異定製的鞋墊、方便散熱的發動機等,此外還有大小不一、原理不同的3D列印設備,吸引不少人駐足觀看體驗。

廣州日報全媒體文字記者 吳多 通訊員 荔宣廣州日報全媒體圖片記者 莫偉濃廣州日報全媒體編輯 蘇琬茜

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