五彩斑斕的鸚鵡、憨態(tài)可掬的貓頭鷹、可發(fā)光的送餐機(jī)器人……眼前這些栩栩如生的創(chuàng)意擺件，全部是3D打印筆的杰作。增材制造（又稱3D打印）是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的具有顛覆性的新興制造技術(shù)。日前，江蘇省工信廳印發(fā)《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》，提出到2020年，江蘇省3D打印的產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體水平要位居全國*地位，增材制造產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過20億元，約占全國10%。

“3D打印在江蘇發(fā)展得很好。在全國范圍內(nèi)，江蘇是3D打印產(chǎn)業(yè)鏈*全的。”南京理工大學(xué)教授廖文和在首屆增材制造前沿技術(shù)國際學(xué)術(shù)會議上表示。目前，江蘇增材制造產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展，形成了一批具有良好競爭力的企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，產(chǎn)業(yè)競爭力明顯增強(qiáng)，增材制造領(lǐng)域年專利申請量國內(nèi)*。

3D打印筆成品從實驗室到產(chǎn)業(yè)化，大規(guī)模生產(chǎn)仍需突破技術(shù)瓶頸

因為可以快速成型復(fù)雜度極高的構(gòu)件，極大地縮短產(chǎn)品研制周期，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，增材制造如今被譽為工業(yè)4.0時代*具發(fā)展前景的先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)之一。“預(yù)計到2035年，用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件數(shù)和規(guī)模會超過傳統(tǒng)制造業(yè)。”廖文和認(rèn)為，眼下江蘇3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，市場潛力巨大。

近幾年，江蘇出現(xiàn)了許多發(fā)展較好的3D打印企業(yè)。這些企業(yè)為航天航空、軍事裝備、生物醫(yī)療和文化教育等行業(yè)提供了技術(shù)和產(chǎn)品支持。但當(dāng)前，我省3D打印技術(shù)還無法應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)。“主要困于打印的效率和精度、打印過程的工藝穩(wěn)定性、構(gòu)件的質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性等。”廖文和認(rèn)為，增材制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍然面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。“未來3D打印技術(shù)的研究將會圍繞陶瓷、金屬等新材料、新設(shè)備和新工藝方向發(fā)展。”

“一方面，強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，突破基礎(chǔ)材料、成型技術(shù)、工藝軟件等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研發(fā)一批國內(nèi)*、達(dá)到國際先進(jìn)水平的增材制造裝備；另一方面，強(qiáng)化市場應(yīng)用，面向交通、教育、醫(yī)療等領(lǐng)域的重大需求，開展增材制造產(chǎn)品示范應(yīng)用和市場推廣，形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推進(jìn)體系，提升產(chǎn)業(yè)整體競爭力。”省工信廳裝備工業(yè)處相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說，江蘇省將加大對增材制造產(chǎn)業(yè)財政支持力度，充分利用現(xiàn)有政策資源支持增材制造關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、重大裝備及關(guān)鍵零部件研發(fā)、重要科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。江蘇省將培育形成一批億元以上重點企業(yè)，其中年銷售收入超2億元、擁有核心知識產(chǎn)權(quán)和自主品牌、具有國際競爭力和影響力的領(lǐng)軍企業(yè)2-3家。

創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)，領(lǐng)軍企業(yè)布局產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈

打印一個零部件，只需幾十分鐘，而打印一套建筑模型，也僅需幾個小時。憑借自主研發(fā)的3D激光打印技術(shù)，南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司已成為國內(nèi)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)跑者。成立短短數(shù)年產(chǎn)值就突破2億，實現(xiàn)從無到有的爆發(fā)式增長，中科煜宸以黑馬姿態(tài)躍入業(yè)界視野，成為高科技企業(yè)發(fā)展的一個奇跡。

依托中科院南京先進(jìn)激光技術(shù)研究院作為孵化器，早在公司剛成立不久，中科煜宸董事長邢飛就開始布局產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。通過跟行業(yè)協(xié)會合作、展會宣傳等方式，中科煜宸從承接激光加工服務(wù)、激光焊接業(yè)務(wù)做起，漸漸與企業(yè)、高等院校建立合作，一點一點打造自己的品牌。

如今，中科煜宸與國內(nèi)數(shù)家知名激光科研院所共同主持或參與重點產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)，并與國內(nèi)知名院校聯(lián)手建立了以煜宸激光命名的聯(lián)合實驗室，以此推動產(chǎn)、學(xué)、研、用的合作，支撐區(qū)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。目前，由中科煜宸自主研發(fā)生產(chǎn)的、世界上打印金屬樣件尺寸*大的激光增材制造裝備，已經(jīng)成功進(jìn)軍航空航天領(lǐng)域。

“實際上，整個制造業(yè)是沒有邊界的，這些技術(shù)都是相互融合、相互支撐的，不能只強(qiáng)調(diào)個體而忽略全局。我們做的不是產(chǎn)品，更不是概念，而是一個產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈。”邢飛表示，要打造增材制造產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)圈，讓政府、企業(yè)、合作單位都能受益。

立足自主創(chuàng)新，中科煜宸致力于打造激光完整產(chǎn)業(yè)鏈，逐步在東北、華東、華中、西南區(qū)域分別布局建設(shè)了研發(fā)中心、應(yīng)用示范中心、營銷中心及加工制造服務(wù)基地。針對江蘇增材制造產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模不大、產(chǎn)業(yè)鏈還沒大規(guī)模成形的現(xiàn)狀，像中科煜宸這種打造產(chǎn)業(yè)鏈小生態(tài)圈的做法，值得業(yè)內(nèi)借鑒。

教育醫(yī)療全面開花，科技創(chuàng)新融入尋常生活

五彩斑斕的鸚鵡、憨態(tài)可掬的貓頭鷹、可發(fā)光的送餐機(jī)器人……眼前這些栩栩如生的創(chuàng)意擺件，全部誕生于一支神奇的筆——3D打印筆，而它們的創(chuàng)作者，還都是一群孩子。“3D打印筆省去了一般意義上的建模過程，在培養(yǎng)孩子動手能力、美感設(shè)計和空間思維的同時給孩子進(jìn)行了3D打印的普及性教育。”南京乾緯智能科技有限公司創(chuàng)始人喬成雪說。

乾緯科技，通過研發(fā)教具、設(shè)計教材、培訓(xùn)教師，讓科技教育有了嶄新模樣。公司目前已開發(fā)產(chǎn)品有3D打印機(jī)、3D掃描儀、激光雕刻機(jī)等。成立不到4年，其科技教育類產(chǎn)品已經(jīng)讓國內(nèi)外數(shù)十萬孩童收益。據(jù)不完全統(tǒng)計，在江蘇，已經(jīng)有60%以上的學(xué)校和教育培訓(xùn)類機(jī)構(gòu)配備了用于教學(xué)的3D打印機(jī)等教具。

“傳統(tǒng)齒科，如義齒、牙橋等，需要從業(yè)經(jīng)驗數(shù)年以上的人一顆顆、一個個去做，效率低且質(zhì)量不穩(wěn)定。而3D打印技術(shù)依靠數(shù)字化建模，每一批次都可以實現(xiàn)個性化，同時保證質(zhì)量的穩(wěn)定，大大提升了效率。”南京前知智能科技創(chuàng)始人唐寶認(rèn)為，齒科與3D打印具有天然可融合性。

作為一家成立不到5年的公司，南京前知在3D打印口腔醫(yī)療領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多個首創(chuàng)。由這家公司研發(fā)制造的金屬3D打印機(jī)在口腔醫(yī)療領(lǐng)域已經(jīng)完成進(jìn)口替代。

長期以來，國內(nèi)主要使用單激光的義齒3D金屬打印機(jī)。而義齒雙激光金屬3D打印機(jī)的誕生是前知科技的一次積極探索。據(jù)唐寶介紹，這款打印機(jī)繼承了前代產(chǎn)品高質(zhì)高速和高穩(wěn)定性的優(yōu)點，大幅擴(kuò)大成形幅面，提升產(chǎn)能。“9個多小時就可以打印出500顆不同的義齒。”

依托于兩套完整的激光系統(tǒng)，這款打印機(jī)提高了粉末利用率。除了硬件上的創(chuàng)新，還有著*的數(shù)據(jù)處理軟件。“雙激光的優(yōu)勢在于高效率、高產(chǎn)能，能滿足齒科行業(yè)時效性的需要，并同時滿足大型齒科企業(yè)對牙冠牙橋和活動義齒的打印需求。”

這樣的現(xiàn)實與需求，激發(fā)產(chǎn)業(yè)的探索創(chuàng)新與實踐。事實上，整個3D打印產(chǎn)業(yè)與口腔醫(yī)療也發(fā)生著產(chǎn)業(yè)變革。3D打印技術(shù)因天然的優(yōu)勢，在這一領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟。