近日,一份名為《2013年浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》的文件在浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟單位內(nèi)部工作人員手中傳閱。2013年是浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的元年,省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立,聯(lián)盟成員迅速擴(kuò)展。有數(shù)據(jù)表明,與3D打印相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,其中涉及裝備開發(fā)的企業(yè)有9家、材料開發(fā)企業(yè)5家、軟件開發(fā)企業(yè)3家、應(yīng)用服務(wù)企業(yè)28家,浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模、應(yīng)用深度和廣度均全國(guó)領(lǐng)先。
報(bào)告顯示,2013年浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)完成自主3D打印機(jī)研發(fā)近10款,累計(jì)銷售近兩萬臺(tái)。同時(shí),杭州、寧波、臺(tái)州、溫州、麗水等地結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè),均設(shè)立了3D打印服務(wù)中心,年服務(wù)企業(yè)超千家,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值近100億元。全省已經(jīng)形成了以杭州為研發(fā)及應(yīng)用創(chuàng)新中心,寧波、臺(tái)州、溫州、金華、麗水等地為應(yīng)用基地的產(chǎn)業(yè)格局。
據(jù)浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)黃賢清介紹,今年,省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將繼續(xù)堅(jiān)持技術(shù)研發(fā)與服務(wù)應(yīng)用兩手抓,加大研發(fā)力度,形成軟件、裝備、材料完整的產(chǎn)業(yè)鏈,打造3D打印的浙江板塊,同時(shí)推動(dòng)在金華、嘉興、紹興、舟山、衢州、湖州等地設(shè)立的3D打印服務(wù)中心,力爭(zhēng)年服務(wù)企業(yè)超3000家,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)近300億元。
“這個(gè)行業(yè)的前景的確令人興奮,與當(dāng)年的互聯(lián)網(wǎng)很像。”黃賢清說,今年3D打印業(yè)將大有作為,工業(yè)、醫(yī)療、文創(chuàng)都會(huì)有很好的發(fā)展前景,消費(fèi)品會(huì)進(jìn)入嘗試階段,淘寶上會(huì)出現(xiàn)很多賣家銷售3D打印做出來的小玩意,科普教育會(huì)得到很好的推廣。
3D打印機(jī)針對(duì)不同領(lǐng)域有不同的型號(hào),彩色的3D打印機(jī)由于顏色豐富、精度不高,故適用于設(shè)計(jì)研發(fā)樣品,打印的模型更注重外觀,如鞋模、眼鏡、小玩具、牙齒模型等,“墨盒”里用的是石膏粉;大尺寸樹脂模型專業(yè)3D打印機(jī)則可以打印尺寸稍大,精細(xì)度高的產(chǎn)品,如電子儀表器等。
3D打印機(jī)根據(jù)打印“墨盒”里的材質(zhì)不同有所區(qū)分,有用石膏粉的,也有用樹脂、金屬粉、尼龍等。據(jù)介紹,引進(jìn)的兩臺(tái)3D打印機(jī)所用的打印材質(zhì)分別是石膏跟樹脂。而這些材質(zhì)價(jià)格并不便宜,金屬材料一般三四千元一公斤,都能跟銀價(jià)匹敵了。3D打印并非人們想象中那樣能“一鍵完成”的,一般打印時(shí)長(zhǎng)是以小時(shí)計(jì)算,從一個(gè)到幾十個(gè)小時(shí)不等。另外,打印的時(shí)長(zhǎng)視成品精細(xì)度而定,越精細(xì)費(fèi)時(shí)越多。
浙江是制造業(yè)大省,無論是低壓電器、制筆、制鞋、眼鏡、泵閥等,多為制造業(yè)企業(yè)。而制造業(yè)企業(yè)有兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié),一是設(shè)計(jì),二是生產(chǎn)制造成品。為此,形成設(shè)計(jì)后,企業(yè)需要開模、制造樣品、測(cè)試、修改、最后確定,再量化生產(chǎn)。模具(模型)開發(fā)、測(cè)試、修改等環(huán)節(jié)不僅需要投入大量的人工、費(fèi)用,還需要幾天甚至幾個(gè)月的時(shí)間,有些高尖端到無法開出模具的,那就只能依靠專家耗時(shí)費(fèi)神的摸索,需要更多的時(shí)間,而時(shí)間恰是產(chǎn)品搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵。
而3D打印可以迅速而準(zhǔn)確地完成這些環(huán)節(jié)。形成設(shè)計(jì)研發(fā)方案后,企業(yè)只需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù),選擇相應(yīng)材料,一至幾十個(gè)小時(shí),彩色三維打印機(jī)就能打印出產(chǎn)品的模型、樣品。此前很多產(chǎn)品只能更多通過圖紙反復(fù)修改,使用3D打印卻只要數(shù)小時(shí)就可以重新拿出樣品模型。要測(cè)試產(chǎn)品性能,只要在大尺寸樹脂模型專業(yè)3D打印機(jī)等高精細(xì)度打印機(jī)上輸入相關(guān)數(shù)據(jù),就能直接打印出成品,對(duì)打印出來的成本進(jìn)行測(cè)試即可。
運(yùn)用3D打印技術(shù),在手術(shù)前打出患者的骨骼模型,然后醫(yī)生在模型上進(jìn)行針對(duì)性的手術(shù)預(yù)演,最終精準(zhǔn)、快速地完成真正的手術(shù)。溫醫(yī)大附二院骨科將3D打印技術(shù)應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等骨科手術(shù)中,已為十多名患者成功實(shí)施手術(shù),患者術(shù)后恢復(fù)良好。
一位58歲女性因車禍導(dǎo)致骨折的髖骨,對(duì)受傷部位掃描后,以1:2的比例用3D打印機(jī)耗時(shí)十余小時(shí)制作出來,其骨質(zhì)特征、斷裂部位在這一模型中被精確地表現(xiàn)出來。據(jù)了解,髖骨骨折屬于骨傷中診斷治療難度最大的情況之一,手術(shù)時(shí)對(duì)入路、復(fù)位、骨釘植入的技術(shù)有著極高的要求。以往醫(yī)生只能通過CT片憑借經(jīng)驗(yàn)診斷和手術(shù),有了3D打印技術(shù),患者受傷情況直觀地呈現(xiàn)在醫(yī)生面前,甚至可以用模型進(jìn)行模擬手術(shù),大大提高了治療效率。此外,向病人解釋病情時(shí),3D模型也能作為直觀的演示,即使沒有任何醫(yī)學(xué)背景的人,也能清晰理解自己的傷勢(shì)和治療方案。
醫(yī)療行業(yè)也是3D打印技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)了解,目前3D打印的牙齒、骨骼,以及一些特殊醫(yī)療器械已經(jīng)投入使用。拿牙科來說,傳統(tǒng)的假牙冠制作須經(jīng)過多個(gè)程序,患者要跑好幾趟醫(yī)院,但借由3D打印技術(shù),患者到牙科進(jìn)行掃描后,就可以制成模型,打印出義齒。
除了生活用品和醫(yī)療領(lǐng)域,在文物、生物、物理方面,3D打印也有著不俗的表現(xiàn)。其中,文物和高端藝術(shù)衍生品是先臨三維科技股份有限公司主攻方向之一。
以一件唐代白瓷兔為原型的文物,被打印出了多個(gè)版:有粉青瓷兔、哥窯瓷兔、梅子瓷兔等,形狀一模一樣,材質(zhì)和大小卻各不相同。3D打印應(yīng)用于文物和高端藝術(shù)衍生品上,有很大的優(yōu)勢(shì)。2011年西安世界園藝博覽會(huì),主辦方欲展示國(guó)寶文物“大漢十六品”,但石像體重面大,搬運(yùn)過程會(huì)損壞文物,主辦方一籌莫展時(shí),先臨三維輕松解決了這個(gè)棘手的問題。
首先對(duì)“大漢十六品”石像進(jìn)行無損害、不接觸的三維掃描,生成數(shù)字模型,精度可達(dá)到0.01毫米,然后用3D打印出來,再用大型古法琉璃工藝燒成型。三維數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)后,激光燒到的地方就凝固成型,最后打印出“大漢十六品”樹脂原模,是有史以來對(duì)這些雕像最逼真的復(fù)制,再現(xiàn)了這些千年文物的滄桑面貌。
按照傳統(tǒng)的工藝來復(fù)制這石像,大概需要40天左右,而使用3D打印技術(shù)只要10天就可以完成。
名詞解釋
3D打印機(jī),即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型,現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,意味著這項(xiàng)技術(shù)正在普及。
它的原理是:把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中,機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品,可以即時(shí)使用。
3D打印源自100多年前美國(guó)研究的照相雕塑和地貌成形技術(shù),上世紀(jì)80年代已有雛形,其學(xué)名為“快速成型”。