目前，南沙3D打印創(chuàng)新研究院已經(jīng)擁有了被稱為“最牛”，也是全世界最快的工業(yè)級3D打印機—FARSOON402。據(jù)介紹，該款設(shè)備的激光掃描速度達到了12.7m/s，配合其他系統(tǒng)模塊的升級，其打印速度相比之前提高了60%。

  研究人員告訴記者，不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造”過程，3D打印采用的是“增材制造”。其產(chǎn)品是按照三維數(shù)據(jù)模型，由材料層層疊加“燒結(jié)”或“黏合”而成，整個生產(chǎn)過程不受任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝限制。任何空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，在3D打印機面前都是同樣的程序生產(chǎn)。

  正是憑借這一優(yōu)勢，3D打印也成為了制造智能化的“寵兒”，是邁向“工業(yè)4.0”時代的關(guān)鍵技術(shù)。在國內(nèi)的制造業(yè)重鎮(zhèn)廣州，3D打印也受到了企業(yè)的青睞。目前，廣州的企業(yè)也正競相角逐3D打印市場，其中有企業(yè)的產(chǎn)品在部分歐洲國家的市場占有率超過了50%。

  一、現(xiàn)狀

  3D打印熱潮興起

  據(jù)統(tǒng)計，全球3D打印的蛋糕越做越大，2013年行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)達到了30億美元，而且每年還在以30%的速度增長。在廣州從事生物3D打印的“千人計劃”專家、邁普再生醫(yī)學(xué)科技公司董事長袁玉宇也認為，僅以中國市場為例，預(yù)計未來3年內(nèi)，3D打印的市場份額將從10億元人民幣增至百億元。“這還僅僅是3D打印機產(chǎn)業(yè)本身的估值，并未包括附加的服務(wù)價值。”

  正是其所具有的廣闊前景，3D打印在國內(nèi)各大城市受到了熱捧。作為國內(nèi)制造業(yè)的重要基地之一，廣州也興起了3D打印的熱潮—部分區(qū)域相繼布局3D打印產(chǎn)業(yè)，不少企業(yè)爭相競逐這一市場，科研單位也在該領(lǐng)域發(fā)力。

  在荔灣東沙工業(yè)區(qū)內(nèi)，一個3D打印產(chǎn)業(yè)園區(qū)于近期掛牌成立，并吸引了3D打印領(lǐng)域的企業(yè)落戶。進駐園區(qū)的廣州網(wǎng)能產(chǎn)品設(shè)計公司，從2002年開始花了十年時間自主研發(fā)出3D打印機，近年才投入市場。該公司總經(jīng)理鄧以翔說，2013年售出近200臺自主研發(fā)的3D打印機，其中約有三分之一的客戶在廣州，主體是中小企業(yè)。處于同一競爭領(lǐng)域的廣州捷和電子科技有限公司，是搬進上述產(chǎn)業(yè)園區(qū)的第二家3D打印企業(yè)，同網(wǎng)能公司一樣也采用了FDM工藝，且其產(chǎn)品也為桌面準(zhǔn)工業(yè)級3D打印機。

  在廣州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，一家企業(yè)已經(jīng)在生物3D打印領(lǐng)域取得了不俗的成績。這家叫邁普再生醫(yī)學(xué)（以下簡稱“邁普醫(yī)學(xué)”）的科技公司，于今年4月殺入了國內(nèi)市場。其運用生物3D打印技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品睿膜可吸收硬腦（脊）膜補片，獲得了中國食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊證。而早在2011年，睿膜即已獲得了歐盟CE認證，成為中國唯一出口到歐洲高端市場的硬腦（脊）膜補片，已銷售過萬例，在部分國家市場占有率超過50%。邁普醫(yī)學(xué)的工作人員羅林波告訴記者，2013年公司的銷售額在800萬元至1000萬元之間，今年銷售額有望突破1000萬元。

  在南沙新區(qū)，廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院將為該產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入一股新的空氣，目前該研究院已經(jīng)引進了4名外籍專家和12位國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的博士、碩士。該院院長許小曙，此前僅用一年時間，就帶領(lǐng)團隊將自主研發(fā)的3D打印機從1個型號1種材料增加至5個型號17種材料，目前該團隊正研發(fā)新一代的工業(yè)級3D打印機和材料，以滿足市場需求。除了南沙3D打印創(chuàng)新研究院，中科院先進所也是落戶南沙并啟動3D打印技術(shù)研究的科研單位。中科院先進所則將目光瞄準(zhǔn)醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域，目前相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)應(yīng)用于牙科和骨科等領(lǐng)域，并已成功實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

  二、趨勢

  今年7月，南沙3D打印創(chuàng)新研究院成立3個月后，院長許小曙帶領(lǐng)團隊開始著手一項“趕超”計劃—在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研究出速度更快的工業(yè)級3D打印機，激光掃描速度預(yù)計可達40m/s，從而超越3DSystems的設(shè)備。

  研究院工作人員告訴記者，目前院內(nèi)擁有的設(shè)備采用的是“SLS”技術(shù)，即激光燒結(jié)。在其設(shè)備中，激光將產(chǎn)品需要的粉末材料按每小時10毫米的厚度逐層燒結(jié)，疊加“打印”產(chǎn)品的各橫截面，最終形成成型產(chǎn)品。

  憑借這樣的特點，3D打印技術(shù)可以讓研發(fā)設(shè)計人員不必遷就現(xiàn)有工藝，大膽設(shè)計新產(chǎn)品，突破思維的“天花板”。3D打印帶來的另一個好處則是，研發(fā)設(shè)計人員不用耗費巨資開模，從而節(jié)約了時間和成本。

  據(jù)介紹，進氣歧管是發(fā)動機中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件之一，該部件的傳統(tǒng)開發(fā)流程大約需要經(jīng)過4個月的時間，并且開模設(shè)計一旦效果不佳，前期的投入也很可能“付之東流”。長沙理工大學(xué)方程式賽車隊利用許小曙研發(fā)的工業(yè)級3D打印機，制作出發(fā)動機進氣歧管原型部件，耗時僅需48小時。測力試驗證明，零件的力度、準(zhǔn)確度和耐久性均未出現(xiàn)任何問題，而發(fā)動機效率增加了10%。

  如今，3D打印已陸續(xù)走進人們熟知的生產(chǎn)、生活領(lǐng)域：從手板制造到玩具工藝品、汽車、航空航天、生物醫(yī)療領(lǐng)域，甚至日常的照相館也能見到3D打印的應(yīng)用。這使其成為了支撐智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。伴隨著在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，3D打印正在呼喚著“工業(yè)4.0”時代的到來。

  值得一提的是，作為“工業(yè)4.0”時代的代表性領(lǐng)域，3D打印之關(guān)鍵也在于整合現(xiàn)有成熟的技術(shù)。“3D打印所涉及的技術(shù)，如激光技術(shù)、材料學(xué)、軟件控制，都是目前已經(jīng)發(fā)展成熟的技術(shù)。”南沙3D打印創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長趙陽表示，該研究院目前就是要整合各方面的人才，打造“科研院”和“工研院”的結(jié)合體，從而研發(fā)滿足市場需求的設(shè)備和材料。