中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟顧問楊永強(qiáng)：3D打印技術(shù)炒得太熱，期望過高

　　4月1日，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟顧問、華南理工大學(xué)教授楊永強(qiáng)接受《東方早報(bào)·上海經(jīng)濟(jì)評論》的記者采訪時(shí)表示，由于3D打印個(gè)性化制造的特點(diǎn)，在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景很廣。但時(shí)下社會對3D打印技術(shù)的期望太高，3D技術(shù)還處于一個(gè)初級階段，需要政府、各行各業(yè)資金和人力資源的投入，研發(fā)很多相關(guān)技術(shù)，大概5到10年后將是它的輝煌時(shí)代。

原理：就像搭積木

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：能簡單地講下3D打印技術(shù)的原理么？用門外漢容易理解的方式。

　　楊永強(qiáng)：3D打印技術(shù)是一種通俗的說法。3D打印專業(yè)術(shù)語叫做增材制造（Additive Manufacturing），是一種根據(jù)三維數(shù)據(jù)模型累加材料制造實(shí)體零件的方法，通常是一層一層的疊加，與其相對應(yīng)的是去除加工。它是以三維的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，首先在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字化的模型，這個(gè)模型是立體的實(shí)物，比如一條輪船，然后把這個(gè)物體用計(jì)算機(jī)的特殊軟件分割成很多很小的單元，先做成二維的，把二維的累積在一起就成三維的了。通俗地講，就是我們把原來是立體的東西分割成很多個(gè)小單元，3D打印就是把小單元,比如層片材料制造好之后，像搭積木一樣累積起來變成一個(gè)立體的、三維的東西。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：現(xiàn)在可以打印出多種材質(zhì)的組合物嗎？比如完整的一輛汽車？

　　楊永強(qiáng)：多種材料3D打印技術(shù)目前還屬于前瞻性前沿技術(shù)，還沒有發(fā)展到成熟階段。你剛提到的多種材料的3D打印理論上是可以的，現(xiàn)在也有些設(shè)備是可以做兩種材料，但是還不能說所有的材料組合都能做，目前還處于技術(shù)研發(fā)階段。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：你是何時(shí)開始關(guān)注3D打印技術(shù)的？

　　楊永強(qiáng)：我本人之前是從事焊接和激光加工的，在2001年，我在德國弗朗霍夫激光技術(shù)研究所做訪問學(xué)者，與他們一起研究金屬打印設(shè)備原型機(jī)。2002年回國以后我們繼續(xù)進(jìn)行金屬打印設(shè)備和工藝研究，已經(jīng)堅(jiān)持做了10多年研究工作。3D打印技術(shù)所涉及的材料很多，不同的材料打印技術(shù)差別很大。之前我們是從事焊接技術(shù)研究，所以我們的專長是研究金屬零件的打印成型。

　　我們開發(fā)的3D打印設(shè)備的關(guān)鍵元器件是從國外進(jìn)口，但是核心的機(jī)械結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、控制、材料是我們自己研發(fā)。準(zhǔn)確地說我們學(xué)校在精密金屬零件3D打印設(shè)備和技術(shù)有特色，處于國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：材料是3D打印的瓶頸，國內(nèi)在材料技術(shù)研發(fā)方面是什么狀況？未來需要攻克的難題有哪些？

　　楊永強(qiáng)：材料的確是大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)瓶頸，開發(fā)一種3D打印的專用材料需要的成本很高，而之前的市場很小，所以國內(nèi)的企業(yè)一般都不會做這個(gè)?，F(xiàn)在大家對這個(gè)也比較重視，我相信慢慢會有人做起來。

　應(yīng)用：航空航天和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前景廣

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：國際上3D打印技術(shù)最尖端的應(yīng)用是在哪個(gè)領(lǐng)域？

　　楊永強(qiáng)：一個(gè)是航空航天，一個(gè)是生物醫(yī)學(xué)。國外做到了非常核心的東西，比如非常復(fù)雜的發(fā)動機(jī)核心部件，而國內(nèi)在航空航天領(lǐng)域還是處于打印毛坯件的水平。

　　另外，生物醫(yī)學(xué)方面將來的應(yīng)用前景更可觀些。國外已有技術(shù)可以打印細(xì)胞，雖然這個(gè)是有預(yù)先性的，不是馬上可以做。比如，如果一個(gè)人的肝臟損壞了，可以提取這個(gè)人的肝臟細(xì)胞去培養(yǎng)，然后將細(xì)胞分成一個(gè)一個(gè)的，之后像打印機(jī)的噴頭一樣，打印出一個(gè)肝臟，在特殊的環(huán)境下培養(yǎng)讓其存活，最后將其植入到人體中。

　　據(jù)說美國已經(jīng)有人用3D打印技術(shù)成功制造了人造膀胱，當(dāng)然，這項(xiàng)技術(shù)離臨床應(yīng)用還有距離，還處于試驗(yàn)階段，因?yàn)獒t(yī)學(xué)方面的應(yīng)用還需要許可和批準(zhǔn)。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：歐美最好的3D技術(shù)研究室有哪些？你們和他們之間有合作交流過嗎？

　　楊永強(qiáng)：在設(shè)備方面，技術(shù)最好的是企業(yè)，像德國的幾家公司如EOS，SLM-Solution，ConceptLaser，還有美國的3D System等。這些是企業(yè)，它們有自己的研究室，主導(dǎo)著設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。至于工藝和應(yīng)用研究，位于德國亞琛的弗朗霍夫激光技術(shù)研究所（ILT）、漢堡的北方激光中心（LZN）以及美國奧斯汀大學(xué)有個(gè)研究所也在做這個(gè)。我們與德國的研究所學(xué)術(shù)交流比較多，每年弗朗霍夫激光技術(shù)研究所的所長Poprawe教授都會來中國做學(xué)術(shù)交流。

　　德國在金屬材料方面最強(qiáng)，在其他材料德國EOS公司和美國3D System一直相互競爭。美國在各種材料方面的應(yīng)用都不錯(cuò)，美國是根據(jù)自己的戰(zhàn)略需求（在做），如在國防和航空航天領(lǐng)域去研發(fā)一些東西，所以有些東西不太愿意拿出來跟大家交流。以色列在光固化技術(shù)方面比較強(qiáng)，這也是3D打印的一個(gè)核心技術(shù)。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：國內(nèi)做3D打印技術(shù)的主要研究所有哪些？它們的研究側(cè)重點(diǎn)有區(qū)別嗎？

　　楊永強(qiáng)：研究3D整體技術(shù)的單位目前主要是清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)和華南理工大學(xué)。1980年代末清華大學(xué)、華中科技大學(xué)和西安交通大學(xué)就開始做3D技術(shù)的研究。清華是做FDM技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是將塑料融化后用很細(xì)的噴嘴噴出來，做3D打印，但這個(gè)精度不高，做零件不行，后來清華在生物醫(yī)學(xué)方面的3D打印做得不錯(cuò)。華中科技大學(xué)做粉末燒結(jié)技術(shù)，如塑料、尼龍，把材料燒成粉末后，打印產(chǎn)品，現(xiàn)在華中科技大學(xué)在砂型方面做得不錯(cuò)。西安交通大學(xué)樹脂光固化比較好。它們都產(chǎn)業(yè)化了，有相應(yīng)的公司，但規(guī)模都不大，前幾年能維持生存就很不錯(cuò)了。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：目前，政府對3D技術(shù)的研究所提供了哪些支持？

　　楊永強(qiáng)：現(xiàn)在都在講扶持，包括我們學(xué)校，也會投資金做平臺建設(shè)，像我們省（廣東?。┑膽?zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)重大專項(xiàng)，也把3D打印技術(shù)列入重點(diǎn)支持項(xiàng)目。另外，國家科技部、工信部和很多省市的科技部門今年都把3D打印技術(shù)作為優(yōu)先支持對象。

現(xiàn)狀：公眾對3D打印期待值太高

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：你們研究室主要招收有哪些技術(shù)背景的研究員？3D技術(shù)的發(fā)展需要怎樣的人才？

　　楊永強(qiáng)：我們研究室主要是以老師和研究生為主，大概有20人。我招收學(xué)生的主要研究方向是機(jī)械電子工程，還需要軟件和設(shè)計(jì)方面的人才?，F(xiàn)在我們也會招收材料加工方向的學(xué)生，我們學(xué)校有一個(gè)國家人體組織功能重建工程中心和生物系在合作，聯(lián)合招收一些學(xué)生，應(yīng)用方面也和醫(yī)院的醫(yī)學(xué)博士生有聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃。所以3D打印可以說是一個(gè)交叉學(xué)科。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：你們研究室已經(jīng)有能應(yīng)用到市場的研究了嗎？

　　楊永強(qiáng)：我們正在做應(yīng)用的工作，我們選擇應(yīng)用時(shí)首先做的是牙科個(gè)性化正畸托槽，就是小孩牙齒長得不整齊需要糾正時(shí)用的，我們現(xiàn)在打印的托槽不是黏在牙齒外面的，是黏在牙齒的內(nèi)側(cè)。每個(gè)人牙齒的內(nèi)側(cè)輪廓不一樣，3D打印技術(shù)出來之前都是用鑄造的方法做出標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，比如大中小號去套。3D打印就比較個(gè)性化，也可以實(shí)現(xiàn)定制化。這個(gè)技術(shù)是我們的專利技術(shù)，目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，有人投資，已經(jīng)做好了產(chǎn)品注冊，正在做臨床推廣的工作。另外，在醫(yī)學(xué)植入體比如個(gè)性化的膝關(guān)節(jié)的3D打印，我們也聯(lián)合醫(yī)院——北京大學(xué)第三醫(yī)院在進(jìn)行合作研究。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：你們的研發(fā)成果應(yīng)用到市場時(shí)會出現(xiàn)什么問題？

　　楊永強(qiáng)：雖然目前國內(nèi)都覺得3D打印技術(shù)是個(gè)很好的技術(shù)，但是市場開放方面還是受到一定限制，人們覺得很好玩，但工業(yè)應(yīng)用成本昂貴，還需要市場孕育一段時(shí)間。還有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要建立，這也是個(gè)國際問題，因?yàn)?D打印的產(chǎn)品類型很多，所以標(biāo)準(zhǔn)的建立也很復(fù)雜。另外，像剛提到的細(xì)胞打印，就可能涉及到倫理學(xué)問題。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：你覺得3D技術(shù)的黃金年代，可能會在何時(shí)到來？

　　楊永強(qiáng)：我覺得大概5到10年。但我有一些擔(dān)憂，現(xiàn)在媒體社會把3D打印炒作得過熱，好的方面是大家更加重視這個(gè)技術(shù)，不好的方面就是對這個(gè)技術(shù)的期望值太高，3D技術(shù)還處于一個(gè)初級階段，需要政府、各行各業(yè)投入資金和人力資源研發(fā)很多關(guān)鍵技術(shù)。像光伏、LED行業(yè)，也一度非常熱，但是一旦過了熱度大家就不關(guān)注了。現(xiàn)在3D技術(shù)捧得有些虛高，我擔(dān)心以后大家反而對其反感。

　　上海經(jīng)濟(jì)評論：上一波3D打印技術(shù)關(guān)注度較高是什么時(shí)候？

　　楊永強(qiáng)：其實(shí)3D打印技術(shù)已經(jīng)起伏好幾次了，在2000年的時(shí)候，也是個(gè)高峰，全國很多地方都建立了生產(chǎn)力促進(jìn)中心，就是買光固化的設(shè)備，當(dāng)時(shí)3D打印是叫作快速成型，被認(rèn)為是比較前沿的技術(shù)，但是后來受到CNC技術(shù)（數(shù)控加工，是數(shù)字化加工的一種，也是去除加工的形式）的競爭，很多快速成型能做的事情，CNC也能做，而快速成型出來的東西在精度和效率方面都是比較低的，所以慢慢工業(yè)上就萎縮了，3D打印也要找自己的出路。當(dāng)然，這10年3D打印技術(shù)發(fā)展很快，達(dá)到可以與鑄造精度相媲美的技術(shù)水平了，但與一般的工業(yè)應(yīng)用還是有距離的。不過，在航空航天和醫(yī)學(xué)方面我覺得是很有前景的。3D打印可以試圖在局部、復(fù)雜零件上替代CNC，但目前，跟CNC相比較而言，3D打印技術(shù)只是個(gè)補(bǔ)充。