展望3D打印技术发展路线图

　　3D打印技术的推广具有实际的意义。当然它只是一个新的想法，目前暂时还不能形成很大的产值。3D打印的应用领域非常广泛，它的应用领域的多少，在一定程度上体现了一个国家的创新程度。

　　美国的3D打印技术的普及程度很高，而我们国家则较低。所以，目前我们迫切需要完成从制造大国走向制造强国、从中国制造到中国创造的转变。3D打印是一个很好的工具。

　　美国希望通过人工智能、机器人、三维制造来占领制造业的高端。有一位美国学者提到，他们要用3D技术来实现在美国发明，在美国制造。这样一来，该是轮到中国人为他们的制造业担忧了。对此，我们应该予以高度的重视。

　　技术起源与探索

　　美国很早就开始对3D打印技术进行探索。1979年，他们提出用3D打印制造飞机涡轮盘。1985年，他们开始进行钛合金打印，并将这项成果公之于众。2000年以后，其战机上开始使用3D打印零件。2012年，他们开始测试新一代的3D打印机，其打印出的零部件可以用于空间站。在月球上，他们计划用月球上的材料进行建筑打印，建造月球基地。在这一发展历程中，他们探索出了很多的东西。

　　中国在3D打印技术方面的探索，实际上也已经将近20年了。不仅在研发方面，在一些应用领域上也进行了很好的尝试。应该说，3D打印技术并不是一个新鲜的事物，但它为公众所知晓是最近一两年的事情。

　　我们用3D打印技术进行了一些家电产品以及零部件的开发，现在已产生了很大的影响。在一些领域，我们较好地完成了产品开发、实践方面的探索。

　　可以说，目前3D打印技术的发展已经有了良好的起点，当然，同国外的先进水平相比，我们还有很大的差距，而且尚未形成很好的产业链。

　　目前，在3D打印技术领域，我们在全国各地已建立了20多个服务、生产中心，这些中心已发挥了其应有的价值，正进行一些探索性的服务工作。

　　当然，类似的工作在美国已成形，譬如制作牙套，有的公司购买150台3D打印设备做牙套，其服务规模已很大。我们在这方面的差距还比较大，但我们的探索从未间断。

　　云制造背景下的制造业新模式

　　3D打印技术将会对制造业产生怎样的影响?它会带来制造技术的一场革命。此前，云制造的概念已多次被提及，两者相结合，就会出现一种崭新的模式。这样设计师将不再是某一个企业的设计师，他的作品——好的设计将放在云端共享，任何人都可以下载、付费、使用，这将影响企业组织模式的演化。

　　还有一个最直接的影响就是，3D打印可以打印出传统加工无法加工的东西。例如在一个项目中，国外已通过3D打印技术把三百多个零件简化成三个零件，原来设计师无法完成设计的东西，现在都可以设计了。这样一来，创新设计的路径就得到了拓展。

　　目前，在国外的工业界，已经把3D打印技术作为产品开发模式中必经的一个工序，设计师要把他的设计付诸生产，中间要经过这样一个阶段：通过3D打印进行验证，完成装备、力学等方面的验证。

　　有人担心，3D打印会不会冲击传统技术，甚至会颠覆传统技术，使传统技术没有立足之地。我认为不会。我们可以看到，制造技术已经存在了几千年，现在我们仍然离不开它，制造技术里的很多东西，其生命期是非常长的。

　　3D打印技术的出现，使得传统的制造技术有了更广阔的天地。3D打印技术在很多地方可以同传统的制造技术相结合，发挥很大的作用。它像一个秤砣，秤砣虽小压千斤，作用很大。

　　譬如在飞机制造领域，我们可以完成某些零部件的小批量生产。甚至我们可以探索一下，有没有可能打印出飞机的机身。还有航空航天领域的很多冷却装置，也包括我们民用的一些冷却装置，可以采用3D打印技术，提高效率。

　　3D打印技术可以让人们发挥自己的想象力，3D打印技机最终可以出现在每个人的办公桌上，甚至进入家庭。

　　3D打印路线图初探

　　探索3D打印的路线图是世界各国都非常关注的问题。美国、英国、澳大利亚都在做相应的探索。国外对3D打印路线图的探索最典型的应用是发动机的研发，一些企业展开了大量的技术专利并购，以保护企业的发展前景。

　　今天我们共同讨论3D打印技术发展的路线图，我们希望从3D技术发展到4D打印，最后发展到5D打印。

　　何谓4D打印?媒体上已经做过相关的报道。实际上通过智能材料打印成一个结构，在温度、环境发生变化以后，这种材料就变形了，就会变成我们在工作状态下需要的结构，这就是4D打印的概念。

　　5D打印的概念就是现在的细胞打印，我们需要的活体、器官可以通过打印的方式实现。

　　在3D打印应用方面，我们希望拓展从上个世纪80年代开始的原形发展理念，完善实现批量制造所需的技术。在批量制造形状复杂的产品时，传统的制造技术没有办法实现，而3D打印可以很好地实现。

　　上个世纪80年代以来，3D打印的研发基本上集中于高校和一些科技型企业，发展到今天，可能要面临一个技术扩散的阶段。从航空航天等尖端领域，到日常消费品的制造领域，3D打印技术都大有用武之地。

　　我们的探索将由科技界延展至企业界、金融界，3D打印技术将运用到全社会的协同创新上。具体的路线图是：从塑料三维打印方面普及到汽车、电器等产品的开发，最后深入到千家万户;在航空航天结构件，或者飞机发动机的关键件上，3D打印技术的目标是将产品开发的周期降低一半，费用降低一半;3D打印技术还将成功地扩展到陶瓷、生物材料制造等多个领域。

　　在产业方面，我们希望在5年内，3D打印技术能够形成产业链，完成主要材料和关键元器件的开发，包括树脂的、基础类的装备，3D打印的比例达到60%到80%;与此同时，涉及3D打印技术的软件领域应该形成一个行业，实现在各个行业都有应用，并形成一定的示范效应。

　　3D打印技术的10年目标是，其能够在价值较大的元器件国产化制造上有所作为，并成为航空航天复杂零件的小批量制造的手段。

　　(以上内容根据卢秉恒院士在新工业革命与增材制造国际研讨会上的演讲整理而成)

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