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“神笔马良”的3D打印改变世界

2019-06-02 09:59 出处:未知 人气: 评论(

  英国杂志认为,以3D打印技术代表的数字化制造模式,是第三次工业革命最具标志性的生产工具。有报道指出3D打印与传统制造方式不同的特性,及其理论上无孔不入的打印可能,触动了科技界、产业界的敏感神经。如何对待颠覆制造传统的3D打印之发展前景,应志当高远地有前瞻性的预判,以防止错失良机的重蹈覆辙起个大早,赶个晚集。

  创意启迪神笔马良科幻想象成为现实

  神笔马良的神奇故事在中国家喻户晓,如今却成为现实。3D打印上世纪80年代诞生于美国。所谓3D打印技术,业界专家给出一个定义是以计算机三维设计模型为蓝图,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束、热熔喷射等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料(10345,20.00,0.19%)材质、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结,最终叠加成型,制造出实体产品。与传统的制造工艺相比,3D打印技术最大的不同是增材制造,加工犹如涂脂抹粉,材料就像墨水,一层一层叠加起来,青山着意化为桥,按照程序叠加成型。传统的切削加工方法是减材制造,好比铁杵磨成绣花针,按图纸要求,去粗取精,减肥留骨,精神可嘉,却极大地浪费了原材料。

  3D打印技术颠覆了传统的制造方法,可谓神思妙想,创意无限;运用领域,无孔不入。电子计算机的发展,极大地拓展了人类大脑的容量和功能,3D打印技术的指挥中心就是计算机。创意为魂,天马行空,神笔泼墨,借助的是人类的心之官大脑;3D打印的软件建模、三维截面、叠加成型等,借助的就是电脑。大脑与电脑的关系是主人与工具,正像那句名言,给我一个支点和杠杆,我就可以撬动地球。人类的科技发展史告诉我们:大脑是统帅,电脑是工具,时下方兴未艾的3D打印正是大脑运用电脑创造出来的神奇。我们必须记住,没有大脑的人不过是城市的塑像。

  发展纵览3D打印技术的硕果令人惊愕

  近年来,国内外诸多的科学期刊和网站对3D将打印引发革命性巨变多有惊人的报道。诸如,为解决航天食品的供应问题,美国人提出3D打印航天食品的概念,并已经制定出打印巧克力和比萨饼的方案。为解决军舰零备件储存过多挤占空间的问题,拟采用3D打印机来替代,即随时根据要求打印零件满足需求。令人兴奋的是,3D打印人造耳朵已经不再成为新闻,更吸引眼球的是,美英等国的科学家已经开始3D打印肺叶组织、软组织及骨骼和心脏器官的方案。

  集萃媒体的报道,正在蕴育或问世的3D打印成果超出我们的想象。从生命科学的范畴看,3D打印开始治病救人,主要研究的成果有:人类的胚胎干细胞、骨骼、人工耳、头骨、皮肤、心脏、肺叶以及生物组织等。据悉,北京时间2013年5月23日消息,美国科学家用3D打印技术制造了第一颗人类心脏。从制造产品来看,主要科研成果有:设备及零备件、建筑及材料、模型及玩具、航模及无人机、汽车及航天器、各类珠宝首饰等都已问世。据报道,世界第一款能使用的3D打印汽车已经上路。从经营模式来看,3D打印技术将引领商业购物场所的重大变革,可提供独特的优质服务,向着输送创意和设计而不单是产品的方向而发展。从科研手段和影视教育来看,已经达到了意念致动出神入化的阶段,如影随形,真假莫辨,身临其境。

  中国紧跟世界潮流,也有不凡的表现。西安交大教授卢秉恒、北航教授王华明、清华教授孙伟、华南理工大教授杨永强等,都有成果问世。据《北京晚报》的报道,模具合格率陡增70%、飞机用合金结构件生产周期由两年缩短为40天,费用节省了90%、人工关节用电邮递送当然,业界专家坦诚告诉国人,我国3D打印产业的发展距离美国仍有很大差距。

  展望趋势必须改变慢一拍的思维定势

  综观世界3D打印技术发展的态势,美国和欧盟处于领先地位。美国无论在技术还是在应用上都占据领先地位,欧盟重视研发应用,日本着力推广应用,中国按照自家思路紧随其后步步为营。据美国3D打印的研究报告显示,随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加,有望从2011年的17亿美元增长至2017年的50亿美元。研究者认为,中国的3D打印技术到目前为止,仍处在高级玩具阶段,尚没有出现成熟化的产业。不过,据世界着名的3D打印行业咨询机构美国沃勒斯公司最新披露:2012年3D打印全球市场规模为22亿美元,同比增长了29%;其中3D打印机的销售量同比上升了25%,其中38%来自美国本土,8.5%来自中国。可见,中国3D打印机市场需求举足轻重,但还是依赖美国。

  中国3D打印技术业界专家对自家赶超发展引以自豪的用语多袭用套路发展3D打印技术,中国其实起步并不晚。这方面的研究在上个世纪80年代末就已开始,研究力量集中在西安交通大学、华中科技大学和清华大学等高校。而且这三家高等学府也有清晰的特色,清华大学侧重于塑料堆积技术,西安交大以研究固化技术为重点,华中科技大学的优势在于激光粉末烧结技术。

  人贵有自知之明。在肯定我国生产的3D打印机装备功能已经接近国际先进水平的同时,也知晓自家的差距,主要体现在装备的可靠性和材料的研发上。其实,这正是3D打印的关键肯綮,设备不稳定即可靠性不达标,材料远不如美国和德国丰富即巧妇难为无米之炊。更大的差距体现在应用上。业界专家如是说,在国外,3D打印技术已经在新产品开发、生物医疗、航空航天,创意设计、影视教育等方面开展应用;而我们主要还局限在模具打印、文化创意等少数领域。

  逆水行舟,不进则退。值得重视的是,随着3D打印技术的飞快发展,美国专家预言,低端桌面级的3D打印机已经接近饱和,面临淘汰的局面。而这是我国当前3D打印技术市场的着力点,难免要有邯郸学步重蹈覆辙的悲剧上演。

  东施效颦永远成不了美人。我们细读中国3D打印领域一些专家的言论,总感到缺乏霸气,矮化自己,看多困难,不思争创,甘居二流堂的境界。谈起3D打印的应用,过度强调无法替代传统制造方式,成本、材料因素限制市场;描绘现状,仅看到当前打印人体器官还只是一种科学愿景;展望前景,不如洋人看得真切,觊觎中国的3D打印市场不惜棒杀和捧杀。

  奥巴马在今年的国情咨文中,多次强调3D打印技术的重要性。听其言,观其行。美国政府不仅已经在俄亥俄州成立了首个制造创新中心,而且还有3个创新研究中心在筹建当中,最终将会发展成一个3D打印制造业的全美网络,成为全球新的高科技中心。这让人联想起克林顿执政时期关于信息高速公路的豪言壮语,我们相信将有异曲同工之妙,只是克林顿的预言已经成为现实,奥巴马的计划正在落实中。

  回忆上个世纪电脑的兴发过程,很多人质疑个人拥有电脑的必要性。但历史证明,电脑终究这进入了人们的生活,改变了世界。可以预见,3D打印技术也将复制这一过程。

  恩格斯说,一个民族要站在科学的最高峰,就一刻也不能没有理论思维。我们深深地感到,发展中国的3D打印技术,需要神笔马良那样的科幻思维,需要钱学森那样的爱国精神,需要美国政府那样的超前思维,需要乔布斯那种咄咄逼人的霸气,需要三星[微博]那种锲而不舍的实干,更需要把国人的理论自信用在指导科学创新中。

  盼美人兮,来自神州大地!

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