3D打印产业频获技术突破 大规模生产有望实现

3D打印技术遭受的最主要的质疑之一是其是否具有大规模生产的能力。近年来，随着技术的进步，3D打印量产难题已经出现了破冰的迹象，其大规模生产或许不再是遥远的梦想，并有望与减材制造分庭抗礼。

诞生三十余年来，3D打印技术为制造业不断奉献着新的惊喜，同时也一直遭受着各种质疑，其中最主要的质疑之一是3D打印是否具有大规模生产的能力。2013年时，这种疑虑还是业界观点的主流：比利时3D打印公司Materilise执行副总裁Dr ir Bart Van der Schueren认为增材制造是受限制的，还没有到达大规模生产的地步；北京航空制造工程研究所总工程师李志强表示对于大规模制造而言，铸造锻造不可替代，在现阶段，3D打印是在某些特定情况下使用……

然而，短短4年之间，3D打印量产难题就随着技术的进步而出现了破冰的迹象。这并不是一个团队的单方面突破，而是呈现出多国、多方面的燎原之势。3D打印的大规模生产或许不再是遥远的梦想。解决3D打印量产难题的方法多种多样，有的团队选择从改进生产平台入手。2015年，荷兰研究机构TNO公布了自己基于增材制造的柔性生产平台，这种生产平台可以规模制造复杂的产品，每个产品在某种程度上都是定制的，同时3D打印速度比传统的独立3D打印系统快了10倍。另一部分团队把目光投向了制作工艺。2016年，英国Tamicare公司将一种名为Cosyflex的纺织品3D打印技术用于量产服装。通过使用液态聚合物和纺织纤维制造纺织品，轻松实现定制化，能年产300万件。今年5月，阿迪达斯和3D打印公司Carbon联合研发“连续液体界面生产”技术，该技术是用紫外激光将感光液体固化，然后，3D打印机会将产品拉起，而不是逐层打印。首批使用该技术的量产的阿迪达斯3D打印鞋将在年底前上市。还有的企业在3D打印设备上下功夫。本月，美国珀塞·欧博杰公司发布了Model One试用型3D打印机，将用于大批量3D打印多种复合材料功能件。Model One设备采用基于复合材料的增材制造工艺，能够使企业以比现在快100倍的速度生产功能件。该工艺既可用于原型件制造也可以用于批量生产，相比传统制造工艺更具竞争优势且成本更低。此外，科学家在3D打印材料领域的创新开发也带来了意想不到的效果。日前，我国天津大学和美国莱斯大学的技术人员使用激光3D打印制在室温下造出厘米级的原子薄石墨烯。这个过程只需糖粉和镍粉两种材料。激光照射在糖粉和镍粉上，糖粉熔化，镍粉作为催化剂，混合物冷却后，就会形成大孔隙的低密度石墨烯。这项研究展示了如何使用非石墨烯材料制造3D石墨烯泡沫，可以帮助制造出工业量的石墨烯，打破了目前石墨烯量造的困局。3D打印量产难题的逐步攻克无疑将加快3D打印技术的全面落地。届时，3D打印将不再只是传统减材制造的帮手与补充，而将由配角变身为主角，与减材制造分庭抗礼。制造业格局也必将因3D打印大规模生产时代的到来而发生重大变化。