用3D打印“智”造生活

近日，一份名為《2013年浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》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、應用服務企業(yè)28家，浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模、應用深度和廣度均全國領(lǐng)先。

報告顯示，2013年浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)完成自主3D打印機研發(fā)近10款，累計銷售近兩萬臺。同時，杭州、寧波、臺州、溫州、麗水等地結(jié)合當?shù)禺a(chǎn)業(yè)，均設(shè)立了3D打印服務中心，年服務企業(yè)超千家，帶動相關(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)及應用創(chuàng)新中心，寧波、臺州、溫州、金華、麗水等地為應用基地的產(chǎn)業(yè)格局。

據(jù)浙江省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長黃賢清介紹，今年，省3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟將繼續(xù)堅持技術(shù)研發(fā)與服務應用兩手抓，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，同時推動在金華、嘉興、紹興、舟山、衢州、湖州等地設(shè)立的3D打印服務中心，力爭年服務企業(yè)超3000家，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)近300億元。

“這個行業(yè)的前景的確令人興奮，與當年的互聯(lián)網(wǎng)很像?！秉S賢清說，今年3D打印業(yè)將大有作為，工業(yè)、醫(yī)療、文創(chuàng)都會有很好的發(fā)展前景，消費品會進入嘗試階段，淘寶上會出現(xiàn)很多賣家銷售3D打印做出來的小玩意，科普教育會得到很好的推廣。

適用于傳統(tǒng)特色行業(yè)幫企業(yè)先打印出新品

3D打印機針對不同領(lǐng)域有不同的型號，彩色的3D打印機由于顏色豐富、精度不高，故適用于設(shè)計研發(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打印機則可以打印尺寸稍大，精細度高的產(chǎn)品，如電子儀表器等。

3D打印機根據(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，引進的兩臺3D打印機所用的打印材質(zhì)分別是石膏跟樹脂。而這些材質(zhì)價格并不便宜，金屬材料一般三四千元一公斤，都能跟銀價匹敵了。3D打印并非人們想象中那樣能“一鍵完成”的，一般打印時長是以小時計算，從一個到幾十個小時不等。另外，打印的時長視成品精細度而定，越精細費時越多。

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，二是生產(chǎn)制造成品。為此，形成設(shè)計后，企業(yè)需要開模、制造樣品、測試、修改、最后確定，再量化生產(chǎn)。模具（模型）開發(fā)、測試、修改等環(huán)節(jié)不僅需要投入大量的人工、費用，還需要幾天甚至幾個月的時間，有些高尖端到無法開出模具的，那就只能依靠專家耗時費神的摸索，需要更多的時間，而時間恰是產(chǎn)品搶占市場的關(guān)鍵。

而3D打印可以迅速而準確地完成這些環(huán)節(jié)。形成設(shè)計研發(fā)方案后，企業(yè)只需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，選擇相應材料，一至幾十個小時，彩色三維打印機就能打印出產(chǎn)品的模型、樣品。此前很多產(chǎn)品只能更多通過圖紙反復修改，使用3D打印卻只要數(shù)小時就可以重新拿出樣品模型。要測試產(chǎn)品性能，只要在大尺寸樹脂模型專業(yè)3D打印機等高精細度打印機上輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，就能直接打印出成品，對打印出來的成本進行測試即可。

用3D打印技術(shù)實現(xiàn)骨科手術(shù)的私人定制

運用3D打印技術(shù)，在手術(shù)前打出患者的骨骼模型，然后醫(yī)生在模型上進行針對性的手術(shù)預演，最終精準、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施手術(shù)，患者術(shù)后恢復良好。

一位58歲女性因車禍導致骨折的髖骨，對受傷部位掃描后，以1：2的比例用3D打印機耗時十余小時制作出來，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)時對入路、復位、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，3D模型也能作為直觀的演示，即使沒有任何醫(yī)學背景的人，也能清晰理解自己的傷勢和治療方案。

醫(yī)療行業(yè)也是3D打印技術(shù)的重點應用領(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)，患者到牙科進行掃描后，就可以制成模型，打印出義齒。

精確再現(xiàn)千年文物的滄桑面貌

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打印應用于文物和高端藝術(shù)衍生品上，有很大的優(yōu)勢。2011年西安世界園藝博覽會，主辦方欲展示國寶文物“大漢十六品”，但石像體重面大，搬運過程會損壞文物，主辦方一籌莫展時，先臨三維輕松解決了這個棘手的問題。

首先對“大漢十六品”石像進行無損害、不接觸的三維掃描，生成數(shù)字模型，精度可達到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，是有史以來對這些雕像最逼真的復制，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，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運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，意味著這項技術(shù)正在普及。

它的原理是：把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品，可以即時使用。

3D打印源自100多年前美國研究的照相雕塑和地貌成形技術(shù)，上世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。