3D打印技術催動高質量數實融合

 打印玩具、打印食品、打印汽車……隨著智能制造技術更新換代，3D打印正加速融入我們的生產生活。國家統計局數據顯示，今年以來，我國3D打印設備產量保持兩位數高速增長，上半年同比增長51.6%。

  記者日前走訪陜西、廣東、江蘇等地發現，3D打印技術應用場景不斷拓展深化，促進實體經濟和數字經濟高質量融合，已成為我國新質生產力培育壯大的重要推動力。

  潮玩、食品、顱骨模型等皆可打印

  7月15日，黑龍江省哈爾濱市張愷翔同學收到了哈爾濱工業大學的錄取通知書。這份通知書整體以“書”的外形呈現，裝有一把用太空金屬材料3D打印、拋光的“金”鑰匙。

  3D打印，給錄取通知書增添了科技感，備受學子們的喜愛。這種最先在美國發展起來的新型制造技術，也被稱為增材制造，其工作原理主要是以數字模型文件為基礎，使用可粘合材料如粉末狀金屬或塑料等，通過逐層打印來構造物體。

  “如果把一件物品剖成極多薄層，3D打印就是一層一層將這些薄層打印出來，上一層覆蓋在下一層上并與之結合，直到整個物件打印成形。”中國社會科學院工業經濟研究所研究員李鋼說。

  在陜西，記者走進西安康拓醫療技術有限公司，生產線上十余臺3D打印設備整齊排布，有序作業。通過逐層掃描、累加成形，一個定制化的顱骨模型不到5小時即可制作完成。

  “每臺設備可以同時生成6個顱骨模型。”公司研發工程師趙峰說，每個模型都是量身定制，能準確展現用戶頭顱結構，有效協助醫療機構進行診療。

  如今，豐富多樣的潮流玩具受到不少年輕人熱捧，玩具制造這一傳統勞動密集型產業正煥發新的商機。在“中國潮玩之都”廣東東莞，3D打印技術已被廣泛運用到潮玩產品研發設計之中。

  “在設計階段，主要運用3D打印技術驗證外形、結構等方面的可行性。比如，公司推出的潮玩IP‘胖噠’，經過數十次3D打印技術驗證后，才設計出最適合市場需求的產品形態。”東莞市順林模型禮品股份有限公司董事長劉學深說。

  在河南，信陽博物館用3D打印技術按照1∶3比例虛擬復原的“袖珍版”《文昭皇后禮佛圖》，吸引不少游客駐足；在上海，第一食品商店用3D打印技術制作的月餅，受到不少消費者喜愛；在江蘇，南京首批混凝土3D打印車棚在江北新區產業技術研創園落地……

  中國機械工程學會增材制造（3D打印）技術分會總干事、西安交通大學教授李滌塵表示，我國3D打印已在醫療、航空航天、消費電子等領域實現規模化應用。截至2023年底，國產3D打印裝備擁有量占全球裝備的11.5%，處于全球第二；消費級非金屬3D打印裝備市場占比位居全球首位。

  更好賦能傳統制造

  在億滋食品（蘇州）有限公司湖東工廠，每小時有數以萬計的夾心餅干新鮮出爐，通過自動包裝分發送往各地。如此高效的生產方式，離不開3D打印技術的助力。

  “購入3D打印機后，以前需要6萬元購買的食品加工機器配件，現在幾百元就可以打印出來，食品加工效率有了明顯提升。”億滋湖東工廠制造總監李云龍說。

  記者在采訪中了解到，相對于傳統制造技術，3D打印的突出優勢是不需要模板，可以直接打印，節省了材料消耗和人工成本。其次，3D打印具有快速成型、實現任意復雜結構制造的技術優勢，更好賦能傳統制造。

  在浙江，記者在杭州時印科技有限公司生產車間看到，一臺食品3D打印機可以做出20多種不同類型的食品。“傳統烘焙類產品都是用手工制作，現在可以通過數字化方式呈現。”公司CEO李景元說，食品3D打印機可以打印出不同形態產品，更好滿足市場定制化需求。

  業內人士告訴記者，3D打印技術為諸多高技術企業尤其是專精特新“小巨人”企業開辟了新的競爭優勢。

  “由于醫療機器人體積小，需要的電池體積更小，目前只有3D打印技術能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題。”高能數造（西安）技術有限公司首席運營官令旗說，借助3D打印技術，公司研發出的“玲瓏”系列超微型電池，已成功運用到植入式醫療機器人領域，廣受市場歡迎。

  從《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》提出打造增材制造產業鏈，到“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出深入實施增強制造業核心競爭力和技術改造專項，我國將增材制造（3D打印）作為未來規劃發展的重要領域。

  在地方層面，記者梳理發現，廣東、江蘇、重慶、浙江等多地在政策文件中明確發展增材制造（3D打印）。比如，廣東印發行動計劃，明確到2025年，將打造營收超1800億元的激光與增材制造戰略性新興產業集群。

  “3D打印具有廣泛的制造業覆蓋面，尤其是在新材料、新能源、高端裝備等領域應用潛力較大，是推動傳統制造業轉型升級的重要力量。”李滌塵說。

  發展瓶頸仍需突破

  受訪專家告訴記者，高性能、高效率、低成本是3D打印技術的未來發展方向。但是，目前我國3D打印規模化制造穩定性和經濟適用性仍有差距，還需進一步完善技術研發和產業支撐政策體系。

  從技術層面看，李滌塵建議，加快布局3D打印全鏈條協同創新實驗室、中試平臺和創新中心，構建以自主技術為主的3D打印生態體系和標準化體系。強化戰略人才力量建設，在國家人才培養計劃中單列3D打印類別，多層次引育3D打印技術創新和產業領軍人才。

  有關統計數據顯示，目前我國3D打印規模以上企業有近200家，但其中多為中小企業，研發和技術創新能力相對較弱。“要加強統籌規劃和政策牽引，做強大型3D打印骨干企業，扶持中小3D打印企業，加快產業集聚，培育產業集群。”李鋼說。

  記者在采訪中了解到，近年來，歐美已用3D打印整體火箭、發動機等標志性產品，帶動了新興產業快速發展。“從國內看，要以新型工業化為導向，加快打造3D打印標志性產品和典型應用場景，推動3D打印進一步應用到汽車、電子信息、工程機械等重點行業，推動傳統產業轉型升級。”李滌塵建議。

  多位業內人士表示，我國擁有完備的工業體系和豐富的應用場景，隨著相關政策不斷完善，3D打印有望應用于大部分制造領域，更好造福人們的生產生活。

  “預計未來3至5年，我國3D打印產業規模將與歐美總體相當，增長率將高于全球8至10個百分點。”李滌塵說，未來，3D打印將全面支撐先進飛機、機器人、器官藥物篩選模型等行業，有望催生萬億元市場規模增量。

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