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3D打印引爆技术革命

   3D打印可以带来很多颠覆性的变革,例如,在航空航天领域,可以使材料利用率由5%提升至90%以上,制造周期由数月压缩为几天;概念飞机的设计可以减轻质量的60%;生产新能源汽车,可以把2万个零件集成为40个零件,6天打印完成且减重1/3。
     与规模化生产的商品不同,3D打印加工产品可以很容易地进行量身定制。目前这一技术已广泛应用于制造业、人类健康、消费品等领域。
  《第四次工业革命》一书认为,在制造业方面,3D打印的引爆点是第一辆3D打印汽车的问世,该书的调查显示,84%的受访者认为引爆点会在2025年之前出现。
美国《财富》杂志最近报道了3D打印技术应用于制造业的一个案例:通用电气公司生产的leaP喷气式发动机不仅是该公司的明星产品,还即将配置完全由增材制造技术制造的燃油喷嘴。6月16日,美国亚利桑那州的3D打印汽车公司Local Motors推出了一辆3D打印的自动驾驶电动公交车Olli,而且这辆车的一部分是可回收的。
   在人类健康领域,《第四次工业革命》称,技术的引爆点是进行首例3D打印肝脏的移植技术,调查显示,76%的受访者认为引爆点会在此2025年之前出现。在未来,3D打印机不仅能够打印物品,还能够制造人体器官——这一过程被称为“生物打印”。器官与普通物品的打印过程大致相同,只是对材料有特殊要求,例如制造骨骼需要钛粉。金属3D打印在满足顾客的定制化需求方面具有巨大潜力,而没有什么比人体更加需要定制了。
“未来,人们可以打印自己身体需要的‘零件’,哪里坏了换哪里。现在有科技人员在研究运用可降解材料,建造一个和人体需要的脏器差不多的支架,在其中附着上干细胞生长因子,营造出一个脏器生长环境。等降解材料逐渐降解、生长出细胞,从而打印出最终需要的器官。”卢秉恒表示。
    2015年8月,南京市儿童医院在全国率先将3D打印应用于儿童先天性心脏病的治疗过程——该院心外科专家使用3D打印技术,以1:1 的比例打印出一个婴儿的心脏模型,并将其应用于手术中,成功地对一名出生仅3个月的复杂先心病婴儿进行了心脏修复。今年6月16日,北京大学第三医院宣布成功实施世界首个3D打印人工椎体植入人体手术,人工椎体诞生并获国家食品药品监督管理总局注册批准。
   在消费品领域,《第四次工业革命》称,3D打印的引爆点是3D打印的消费品占到总量的5%,该书的调查显示,81%的受访者认为引爆点会在2025年之前出现。只要拥有一台3D打印设备,任何人都能轻松进行3D打印。这一技术能使某些传统消费品根据需求进行本地化打印,顾客就不必特意前往商店购买。3D打印机有望成为办公室甚至是家庭中必不可少的设备。统计数据显示,2014年,全球3D打印机的出货量达到13.3万台,比2013年增长了68%。其中大多数打印机的售价不超过1万美元,该售价适用于实验室、学校和小型制造企业。
3D打印技术已经成为各国竞争的战略高地。美国奥巴马政府斥资7000万美元建立国家增材制造创新研究院。新加坡政府在未来制造计划方面投资5亿美元,重点用于提高工人和工程师的技术水平以及建立一个新的3D打印行业生态系统。
   为应对新一轮科技革命和产业变革,我国制定《中国制造2025》,坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展,加快从制造大国转向制造强国。去年8月底,国务院总理李克强主持国务院专题讲座,讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。这是本届政府首次举办专题讲座,3D打印作为一种先进的制造技术,首次出现在本届国务院的专题讲座中。据记者了解,我国有关部门也对重点研发项目增材制造立项,该项目计划用三年的时间,投入20亿元研发3D打印主流技术和主流装备,并对重点应用领域研发做出示范。
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