五彩斑斕的鸚鵡、憨態(tài)可掬的貓頭鷹、可發(fā)光的送餐機器人……眼前這些栩栩如生的創(chuàng)意擺件,全部是3D打印筆的杰作。增材制造(又稱3D打。┦且詳(shù)字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實體物品的具有顛覆性的新興制造技術。日前,江蘇省工信廳印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》,提出到2020年,江蘇省3D打印的產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體水平要位居全國*地位,增材制造產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過20億元,約占全國10%。
“3D打印在江蘇發(fā)展得很好。在全國范圍內,江蘇是3D打印產(chǎn)業(yè)鏈*全的!蹦暇├砉ご髮W教授廖文和在首屆增材制造前沿技術國際學術會議上表示。目前,江蘇增材制造產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展,形成了一批具有良好競爭力的企業(yè)和研發(fā)機構,產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,產(chǎn)業(yè)競爭力明顯增強,增材制造領域年專利申請量國內*。
3D打印筆成品從實驗室到產(chǎn)業(yè)化,大規(guī)模生產(chǎn)仍需突破技術瓶頸
因為可以快速成型復雜度極高的構件,極大地縮短產(chǎn)品研制周期,提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,增材制造如今被譽為工業(yè)4.0時代*具發(fā)展前景的先進制造業(yè)技術之一!邦A計到2035年,用3D打印技術生產(chǎn)的零件數(shù)和規(guī)模會超過傳統(tǒng)制造業(yè)!绷挝暮驼J為,眼下江蘇3D打印技術發(fā)展迅速,市場潛力巨大。
近幾年,江蘇出現(xiàn)了許多發(fā)展較好的3D打印企業(yè)。這些企業(yè)為航天航空、軍事裝備、生物醫(yī)療和文化教育等行業(yè)提供了技術和產(chǎn)品支持。但當前,我省3D打印技術還無法應用于大規(guī)模生產(chǎn)。“主要困于打印的效率和精度、打印過程的工藝穩(wěn)定性、構件的質量穩(wěn)定性和一致性等。”廖文和認為,增材制造技術的產(chǎn)業(yè)化應用仍然面臨著許多問題和挑戰(zhàn)!拔磥3D打印技術的研究將會圍繞陶瓷、金屬等新材料、新設備和新工藝方向發(fā)展!
“一方面,強化技術創(chuàng)新,突破基礎材料、成型技術、工藝軟件等關鍵環(huán)節(jié),研發(fā)一批國內*、達到國際先進水平的增材制造裝備;另一方面,強化市場應用,面向交通、教育、醫(yī)療等領域的重大需求,開展增材制造產(chǎn)品示范應用和市場推廣,形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推進體系,提升產(chǎn)業(yè)整體競爭力!笔」ば艔d裝備工業(yè)處相關負責人介紹說,江蘇省將加大對增材制造產(chǎn)業(yè)財政支持力度,充分利用現(xiàn)有政策資源支持增材制造關鍵技術攻關、重大裝備及關鍵零部件研發(fā)、重要科技成果轉化和產(chǎn)業(yè)化。江蘇省將培育形成一批億元以上重點企業(yè),其中年銷售收入超2億元、擁有核心知識產(chǎn)權和自主品牌、具有國際競爭力和影響力的領軍企業(yè)2-3家。
創(chuàng)新驅動產(chǎn)業(yè),領軍企業(yè)布局產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈
打印一個零部件,只需幾十分鐘,而打印一套建筑模型,也僅需幾個小時。憑借自主研發(fā)的3D激光打印技術,南京中科煜宸激光技術有限公司已成為國內激光技術產(chǎn)業(yè)的領跑者。成立短短數(shù)年產(chǎn)值就突破2億,實現(xiàn)從無到有的爆發(fā)式增長,中科煜宸以黑馬姿態(tài)躍入業(yè)界視野,成為高科技企業(yè)發(fā)展的一個奇跡。
依托中科院南京先進激光技術研究院作為孵化器,早在公司剛成立不久,中科煜宸董事長邢飛就開始布局產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。通過跟行業(yè)協(xié)會合作、展會宣傳等方式,中科煜宸從承接激光加工服務、激光焊接業(yè)務做起,漸漸與企業(yè)、高等院校建立合作,一點一點打造自己的品牌。
如今,中科煜宸與國內數(shù)家知名激光科研院所共同主持或參與重點產(chǎn)品的技術研發(fā),并與國內知名院校聯(lián)手建立了以煜宸激光命名的聯(lián)合實驗室,以此推動產(chǎn)、學、研、用的合作,支撐區(qū)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉型升級。目前,由中科煜宸自主研發(fā)生產(chǎn)的、世界上打印金屬樣件尺寸*大的激光增材制造裝備,已經(jīng)成功進軍航空航天領域。
“實際上,整個制造業(yè)是沒有邊界的,這些技術都是相互融合、相互支撐的,不能只強調個體而忽略全局。我們做的不是產(chǎn)品,更不是概念,而是一個產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈!毙巷w表示,要打造增材制造產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈,讓政府、企業(yè)、合作單位都能受益。
立足自主創(chuàng)新,中科煜宸致力于打造激光完整產(chǎn)業(yè)鏈,逐步在東北、華東、華中、西南區(qū)域分別布局建設了研發(fā)中心、應用示范中心、營銷中心及加工制造服務基地。針對江蘇增材制造產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模不大、產(chǎn)業(yè)鏈還沒大規(guī)模成形的現(xiàn)狀,像中科煜宸這種打造產(chǎn)業(yè)鏈小生態(tài)圈的做法,值得業(yè)內借鑒。
教育醫(yī)療全面開花,科技創(chuàng)新融入尋常生活
五彩斑斕的鸚鵡、憨態(tài)可掬的貓頭鷹、可發(fā)光的送餐機器人……眼前這些栩栩如生的創(chuàng)意擺件,全部誕生于一支神奇的筆——3D打印筆,而它們的創(chuàng)作者,還都是一群孩子!3D打印筆省去了一般意義上的建模過程,在培養(yǎng)孩子動手能力、美感設計和空間思維的同時給孩子進行了3D打印的普及性教育!蹦暇┣曋悄芸萍加邢薰緞(chuàng)始人喬成雪說。
乾緯科技,通過研發(fā)教具、設計教材、培訓教師,讓科技教育有了嶄新模樣。公司目前已開發(fā)產(chǎn)品有3D打印機、3D掃描儀、激光雕刻機等。成立不到4年,其科技教育類產(chǎn)品已經(jīng)讓國內外數(shù)十萬孩童收益。據(jù)不完全統(tǒng)計,在江蘇,已經(jīng)有60%以上的學校和教育培訓類機構配備了用于教學的3D打印機等教具。
“傳統(tǒng)齒科,如義齒、牙橋等,需要從業(yè)經(jīng)驗數(shù)年以上的人一顆顆、一個個去做,效率低且質量不穩(wěn)定。而3D打印技術依靠數(shù)字化建模,每一批次都可以實現(xiàn)個性化,同時保證質量的穩(wěn)定,大大提升了效率!蹦暇┣爸悄芸萍紕(chuàng)始人唐寶認為,齒科與3D打印具有天然可融合性。
作為一家成立不到5年的公司,南京前知在3D打印口腔醫(yī)療領域實現(xiàn)了多個首創(chuàng)。由這家公司研發(fā)制造的金屬3D打印機在口腔醫(yī)療領域已經(jīng)完成進口替代。
長期以來,國內主要使用單激光的義齒3D金屬打印機。而義齒雙激光金屬3D打印機的誕生是前知科技的一次積極探索。據(jù)唐寶介紹,這款打印機繼承了前代產(chǎn)品高質高速和高穩(wěn)定性的優(yōu)點,大幅擴大成形幅面,提升產(chǎn)能!9個多小時就可以打印出500顆不同的義齒!
依托于兩套完整的激光系統(tǒng),這款打印機提高了粉末利用率。除了硬件上的創(chuàng)新,還有著*的數(shù)據(jù)處理軟件!半p激光的優(yōu)勢在于高效率、高產(chǎn)能,能滿足齒科行業(yè)時效性的需要,并同時滿足大型齒科企業(yè)對牙冠牙橋和活動義齒的打印需求。”
這樣的現(xiàn)實與需求,激發(fā)產(chǎn)業(yè)的探索創(chuàng)新與實踐。事實上,整個3D打印產(chǎn)業(yè)與口腔醫(yī)療也發(fā)生著產(chǎn)業(yè)變革。3D打印技術因天然的優(yōu)勢,在這一領域的應用日趨成熟。