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批量化3D打印成新风口

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专业化3D打印公共技术服务平台、孵化器、研究中心、3D打印企业已在佛山兴起批量化3D打印成新风口

文、图/广州日报全媒体记者温利、杨博、黄子宁

可修复人体组织、可实现产品制造……如今,3D打印技术正在以前所未有的发展速度融入传统制造业并实现产业变革。就在此前季华实验室披露的首批参评项目中,3D打印技术代表着前沿科技,向世人展示它无限可能性。

记者了解到,3D打印技术作为战略新兴产业,佛山3D打印等为重点的佛山智能装备制造业规模快速增长。

现如今,一批专业化3D打印公共技术服务平台、孵化器、研究中心、3D打印企业在佛山兴起,3D打印的认识已经从概念阶段到应用阶段。当3D打印技术越来越广泛运用于各行各业,未来将如何依托“3D打印+”重新定义“佛山制造”?

如今,3D打印技术在领先科研领域“露面”已不出奇。目前,在季华实验室首批11个参评项目中,仅和3D打印有关的科技项目就占据了三席,让外界看到了3D打印领域的前沿和热点。

以广东工业大学教授王晗所主持的“高精度医用植入性组织修补片三维打印装备与制造关键技术”项目来说,该项目研发的植入性组织修补片能够实现人体软组织的安全、快速修复,有可能撬动国内千亿元市场的发展。国内市场目前还主要被欧美厂商所占有,每片的售价高达2万元以上。按照王晗的分析,仅以疝气修补片为例,市场还在以20%的速度深度递增,国内自主研发的需求非常迫切。

“然而,国际上的技术还存在一定的问题,有可能产生有机物的残留、结构不可控、力学性能比较差。”王晗透露说,他主持项目的工艺在全球范围来看都比较新,不需要溶剂,显微结构即可做到有序可控,力学性能优越。该项目依托广工大的国家重点实验室和省重点实验室,不仅将创新制造装备和制造工艺,打破这一领域依赖进口的局面,还将引领未来三十年高端产业应用的方向,并进一步推动国家高端医学耗材的“跨越式”发展。为了达成这些目标,项目需要建立起前沿学术引资平台和顶级技术研发平台。

记者了解到,该项目已经和佛山本地的医疗器械、医药科技企业进行了产业化应用的对接,来支撑本地企业进入高端医用耗材市场。

3D打印技术是战略新兴产业,以3D打印为等重点的佛山智能装备制造业规模快速增长。一批专业化3D打印公共技术服务平台、孵化器、研究中心、3D打印企业在佛山兴起,3D打印的认识已经从概念阶段到应用阶段。

上月底,广东最大3D打印产业服务基地――佛山市中峪智能增材制造加速器迎来周岁。在广佛路边的中峪智能孵化中心内,逼真的“心脏”“手掌”、腰椎矫正板、汽车涡轮等零部件、狮子头等文创产品都是公司用3D技术打印出来的部分产品。“加速器预计投资超5000万元,目标要成为全国最大的3D打印公共服务平台,为佛山市乃至广东智能装备产业的发展积累经验。”加速器总经理邓晓荣称,目前,加速器与五六十家企业建立合作关系,订单量也不断增长。孵化器内的国内领先的3D打印解决方案提供商――广东信达雅三维科技有限公司生产的国内首台桌面式金属3D打印机Dimetal-50率先出口到欧盟。

南海区区长顾耀辉表示,3D打印作为新科技的典型代表,在佛山创新制造、智能制造战略中不可或缺,并扮演龙头示范作用。以南海为例,在3D打印技术领域上,南海有着较好的基础和优势,广东3D打印应用技术创新中心于2015年落户佛山高新区,峰华卓立、中南机械等本土企业将前沿的3D打印技术投入产业化应用中,取得了较好的成果。

记者了解到,广东峰华卓立科技股份有限公司等作为中国早期研究3D打印技术并产业化的公司之一,已于前年成功挂牌新三板。公司依靠无模快速制造技术进行3D打印的原理可将使用传统模具铸造汽车发动机的缸体缸盖的耗时从3~6个月缩短到半个月。公司年报显示,去年实现营收4558.3万元,同比增长43.5%。总经理杨印宝也在总结中表示,去年,公司完成了四川维珍新材料有限公司的并购工作并实现控股,并基本完成了公司第二轮定向资金的募集;还实现了快速服务件订单同比两位数增长且单月订单数实现历史性突破。

3D打印从昔日的新鲜事物,如今在一些行内正变得越来越普及和常见。记者了解到,一些工业服务业、教育业、制造业、医疗等企业对3D打印技术及产品的需求,正呈现不断上涨的趋势。

在一些制造业中,3D打印被广泛用在产品零部件的研发阶段,而在佛山工业服务业中发展较好的工业设计产业里,3D打印技术如今也被广泛运用,并且给企业带来实质性的好处。

“保障时间和精度、节约成本,是企业运用3D打印技术的两大好处。”位于广东工业设计城内的一家知名设计企业和壹设计企业,其负责人仇登伟告诉记者,如今在3D打印技术产品成熟、运用普遍之后,工业设计企业能通过使用该技术,迅速将小产品模型“打印”出来。“过去,我们设计的产品实体化要先开模,成本造价非常高;现在,通过3D打印机器可以迅速成型产品模型,十分便捷且有效降低成本。”仇登伟说,仅从单个产品看,初步成品预期可省50%的成本。

作为“国字号”产业孵化园区,记者从广东工业设计城获悉,目前该园区内还设有专门的3D打印平台、实验室及展示空间,以供园区内的工业设计企业进行产品研发。

在大沥镇内的时代创客小镇内,由惠普与广东兰湾智能科技有限公司合作的全球首个3D打印批量化定制中心投入运营已经有一个多月。与3D打印个性化定制不同,该中心主要面向3D打印批量化的生产。在中心内,10台惠普3D打印系统能满足汽车零部件批量生产的需求。此外,该中心每年能够为2万多家中小制造业企业提供从设计端到应用端,从应用端到产品端的配套服务,推动传统制造业企业加快研发―设计―创造的进程。

佛山乃至珠三角有庞大的传统制造业基础,正是3D打印发展的丰富土壤。“随着3D打印速度大幅提升、精度和强度改善以后,3D打印已经开始从个性化定制向批量化定制转变,这是3D打印产业发展新的趋势。”

中国3D打印技术产业联盟执行理事长、广东兰湾智能科技有限公司董事长罗军在接受记者采访时表示,3D打印已经不仅仅只是传统制造业有益的补充,还重新定义了制造业。

“3D打印作为新科技的典型代表,在南海区创新战略中占有重要地位。”中国3D打印技术产业联盟执行理事长、广东兰湾智能科技有限公司董事长罗军称,3D打印诞生才30多年,其应用已经发生很多改变,先是打印模型和样件,后来随着技术进步和材料的增多,逐步开始打印一些功能性产品。现在随着新兴技术的不断涌现,3D打印的速度大幅提升,精度和强度显著改变后,3D打印正在迈向一个更新的台阶,那就是批量化制造,直接参与传统制造业的正面竞争。

华中科技大学的张海鸥教授也认为,3D打印发展至今,已经不再是单纯打印模型和样件,更多表现是直接制造功能性产品,3D打印介入传统制造业领域,必将与传统产业展开激烈竞争,并带来新的产业革命。

佛山未来亟待要发展哪些领域的3D打印技术?记者在走访中发现,一方面,前沿的3D打印技术要与佛山优势的制造业相结合,并为传统产业转换动能提供技术路径;另一方面,借助新型研发机构抢占3D打印的技术高地,生物医学、高端医疗器械等新兴业态将有可能在佛山形成集聚。然而,业内人士指出,好的3D打印粉体还需要进口,而结合产业应用,如何平衡3D打印的精度和效率都需要展开深入研究。

以广东工业大学教授伍尚华所主持的“难加工材料增材制造关键技术”项目为例,陶瓷、硬合金、超硬材料以及金属复合材料等强度、硬度超高的材料具备广泛的应用前景。它将有可能影响本地技术陶瓷、先进装备制造、汽车、电子等产业,甚至延伸至航空航天等领域。

“如果使用复杂的传统工艺,加工成本不但会超过部件成本50%以上,而且仅局限于做一些简单形状的零部件,复杂形状、复合功能的零部件无法做。”伍尚华举例分析说,超硬材料的应用前景非常广,例如先进数控机床的刀具,如果刀具的性能不好,那么必然影响机床的性能。再以技术陶瓷3D打印来说,高分子材料如何与陶瓷粉紧密结合,成为当下此类研究的热点。这些研发包含了3D打印材料体系、装备、打印工艺的开发和后处理研究,团队需要具备材料设计、装备制造、打印工艺、性能评估等各环节的研发能力。

广东奥基德信机电股份有限公司是顺德一家研发、生产、销售3D打印设备和材料的高新技术与服务公司。记者了解到,该企业正帮助佛山推进“创客导师”、创客教育等工作。记者曾采访该企业,其负责人表示,随着3D打印人才需求提升、实训教育空间变大,对于3D打印产品的需求会不断增大。“一些高校、企业正寻求3D打印专业企业配备实训车间与实训设备,这部分将给一些研发3D技术的企业带来商机。”该负责人说。

另一方面,3D打印逐步“飞”入佛山各阶段的教学课程中,从义务教育阶段学校到职业教育阶段学校里,如今都能看到3D打印的身影。

在南海大沥,超过10所学校的多名教师,进行了系列选拔、培训和考核后获得了由教育部门颁发的3D打印创客教育导师培训证书。作为制造业大镇,大沥将3D打印课程内容编选入了一些目标学校中,而未来这些获得培训证书的教师们,将担任其规划、编写3D打印教材相关的工作。

培训师资,目的是激活本地的“双创”教育。以镇街推动3D打印入课程的大沥为例,未来该镇街将选取多所学校,再从校内选取30~50名有兴趣的学生参与课程。未来若试点经验成熟后,大沥还计划在1年内实现3D打印课程在大沥镇内学校的全覆盖。

3D打印作为新兴技术类课程,其应用性更是被佛山职校所看重。记者了解到,佛山多所中职、高职等高校都逐步探索3D打印课程及专业授课体系。以顺德陈村为例,作为制造业集中的镇街,陈村职业技术学院也从去年起布局3D打印课程授课。该校负责人称,一般面向数控专业的职校生进行“苗子”的选拔,除了规定的“必选”课程外,“自选”的3D打印课程将在额外的授课时间向学子提供。

在本月,一场面向国际的3D打印造型技术大赛(中职组)就在该校举办。主办方负责人表示,搭建系统人才培养方案、赛事选拔等有助于在校园内选拔3D打印技术性人才。

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