“新華視點”記者日前走訪陜西、廣東、江蘇等地發現,3D打印技術應用場景不斷拓展深化,促進實體經濟和數字經濟高質量融合,已成為我國新質生產力培育壯大的重要推動力。
潮玩、食品、顱骨模型等皆可打印
7月15日,黑龍江省哈爾濱市張愷翔同學收到了哈爾濱工業大學的錄取通知書。這份通知書整體以“書”的外形呈現,裝有一把用太空金屬材料3D打印、拋光的“金”鑰匙。
3D打印,給錄取通知書增添了科技感,備受學子們的喜愛。這種最先在美國發展起來的新型制造技術,也被稱為增材制造,其工作原理主要是以數字模型文件為基礎,使用可粘合材料如粉末狀金屬或塑料等,通過逐層打印來構造物體。
“如果把一件物品剖成極多薄層,3D打印就是一層一層將這些薄層打印出來,上一層覆蓋在下一層上并與之結合,直到整個物件打印成形。”中國社會科學院工業經濟研究所研究員李鋼說。
在陜西,記者走進西安康拓醫療技術有限公司,生產線上十余臺3D打印設備整齊排布,有序作業。通過逐層掃描、累加成形,一個定制化的顱骨模型不到5小時即可制作完成。
“每臺設備可以同時生成6個顱骨模型。”公司研發工程師趙峰說,每個模型都是量身定制,能準確展現用戶頭顱結構,有效協助醫療機構進行診療。
如今,豐富多樣的潮流玩具受到不少年輕人熱捧,玩具制造這一傳統勞動密集型產業正煥發新的商機。在“中國潮玩之都”廣東東莞,3D打印技術已被廣泛運用到潮玩產品研發設計之中。
“在設計階段,主要運用3D打印技術驗證外形、結構等方面的可行性。比如公司推出的潮玩IP“胖噠”,經過數十次3D打印技術驗證后,才設計出最適合市場需求的產品形態。”東莞市順林模型禮品股份有限公司董事長劉學深說。
在河南,信陽博物館用3D打印技術按照1∶3比例虛擬復原的“袖珍版”《文昭皇后禮佛圖》,吸引不少游客駐足;在上海,第一食品商店用3D打印技術制作的月餅,受到不少消費者喜愛;在江蘇,南京首批混凝土3D打印車棚在江北新區產業技術研創園落地……
中國機械工程學會增材制造(3D打印)技術分會總干事、西安交通大學教授李滌塵表示,我國3D打印已在醫療、航空航天、消費電子等領域實現規模化應用。截至2023年底,國產3D打印裝備擁有量占全球裝備的11.5%,處于全球第二;消費級非金屬3D打印裝備市場占比位居全球首位。
更好賦能傳統制造
在億滋食品(蘇州)有限公司湖東工廠,每小時有數以萬計的夾心餅干新鮮出爐,通過自動包裝分發送往各地。如此高效的生產方式,離不開3D打印技術的助力。
“購入3D打印機后,以前需要6萬元購買的食品加工機器配件,現在幾百元就可以打印出來,食品加工效率有了明顯提升。”億滋湖東工廠制造總監李云龍說。
記者在采訪中了解到,相對于傳統制造技術,3D打印的突出優勢是不需要模板,可以直接打印,節省了材料消耗和人工成本。其次,3D打印具有快速成型、實現任意復雜結構制造的技術優勢,更好賦能傳統制造。
在浙江,記者在杭州時印科技有限公司生產車間看到,一臺食品3D打印機可以做出20多種不同類型的食品。“傳統烘焙類產品都是用手工制作,現在可以通過數字化方式呈現。”公司CEO李景元說,食品3D打印機可以打印出不同形態產品,更好滿足市場定制化需求。
業內人士告訴記者,3D打印技術為諸多高技術企業尤其是專精特新“小巨人”企業開辟了新的競爭優勢。
“由于醫療機器人體積小,需要的電池體積更小,目前只有3D打印技術能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題。”高能數造(西安)技術有限公司首席運營官令旗說,借助3D打印技術,公司研發出的“玲瓏”系列超微型電池,已成功運用到植入式醫療機器人領域,廣受市場歡迎。
從《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》提出打造增材制造產業鏈,到“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出深入實施增強制造業核心競爭力和技術改造專項,我國將增材制造(3D打印)作為未來規劃發展的重要領域。
在地方層面,記者梳理發現,廣東、江蘇、重慶、浙江等多地在政策文件中明確發展增材制造(3D打印)。比如廣東印發行動計劃,明確到2025年,將打造營收超1800億元的激光與增材制造戰略性新興產業集群。
“3D打印具有廣泛的制造業覆蓋面,尤其是在新材料、新能源、高端裝備等領域應用潛力較大,是推動傳統制造業轉型升級的重要力量。”李滌塵說。
一些發展瓶頸仍需突破
受訪專家告訴記者,高性能、高效率、低成本是3D打印技術的未來發展方向。但目前我國3D打印規模化制造穩定性和經濟適用性仍有差距,還需進一步完善技術研發和產業支撐政策體系。
從技術層面看,李滌塵建議,加快布局3D打印全鏈條協同創新實驗室、中試平臺和創新中心,構建以自主技術為主的3D打印生態體系和標準化體系。強化戰略人才力量建設,在國家人才培養計劃中單列3D打印類別,多層次引育3D打印技術創新和產業領軍人才。
有關統計數據顯示,目前我國3D打印規模以上企業有近200家,但其中多為中小企業,研發和技術創新能力相對較弱。“要加強統籌規劃和政策牽引,做強大型3D打印骨干企業,扶持中小3D打印企業,加快產業集聚,培育產業集群。”李鋼說。
記者在采訪中了解到,近年來,歐美已用3D打印整體火箭、發動機等標志性產品,帶動了新興產業快速發展。“從國內看,要以新型工業化為導向,加快打造3D打印標志性產品和典型應用場景,推動3D打印進一步應用到汽車、電子信息、工程機械等重點行業,推動傳統產業轉型升級。”李滌塵建議。
多位業內人士表示,我國擁有完備的工業體系和豐富的應用場景,隨著相關政策不斷完善,3D打印有望應用于大部分制造領域,更好造福人們的生產生活。
“預計未來3至5年,我國3D打印產業規模將與歐美總體相當,增長率將高于全球8至10個百分點。”李滌塵說,未來,3D打印將全面支撐先進飛機、機器人、器官藥物篩選模型等行業,有望催生萬億元市場規模增量。
]]>看似高大上的3D打印技術,其實就在我們身邊。現在的3D打印機,不僅可以打印工藝品、玩具,也可以跨界食品,全自助打印出你的“蕉綠”。
作為杭州盼打科技有限公司創始人董事長兼CEO,90后李景元用了9年時間,和團隊的小伙伴們,從杭州出發,要將3D打印機帶到生活中的每個角落。

打印巧克力、玩具,甚至印章
“3D打印原本服務工業多一些,但是我們年輕人嘛,總是想探究更多可能性。”李景元是上海人,2011年保送到浙大,學的是工業設計。因為專業的原因,他成了國內最早一批接觸到3D打印設備的人。
李景元解釋,3D打印本身有比較大的可塑性,因此,自己想嘗試將這個技術應用到與生活相關的“衣食住行”,尤其是食品3D打印。
說起來簡單,這背后當然還是有門檻。
2014年開始研發,足足兩年后,李景元推出了第一款設備。
李景元說,3D打印機的核心技術主要包括硬件、軟件以及材料。以材料為例,李景元先后嘗試過上百種食材,最終選擇了20多種,包括餅干、紫薯等。其中,巧克力因穩定性、塑形性較好,保質期較長,最受歡迎。
不過,跟普通巧克力不同,3D打印機用到的巧克力材料需要特別定制。
“我們跟亞洲最大的巧克力工廠天舜集團共同研發,雙方搭建了一條生產線,油脂和可可都是定制的。” 李景元說。

2018年,國內首款“盼打”自助式3D甜點販賣機上市,主打新穎、科技和體驗,針對商業綜合體、電影院和游樂園等,提供在線DIY交互功能創作食品造型,顧客只需等待幾分鐘即可獲得個性化的甜點,并且通過3D打印、人工智能、大數據等技術,將IP與巧克力相結合,為客戶定制個性化的潮流食品。
好產品,市場會說話。
李景元帶著他的產品,火到了央視,火進了亞運。去年杭州亞運會上,這臺巧克力3D自助打印機成了亞運村里的大網紅。很多運動員3D打印了他們的人像、杭州地標巧克力,實時生成,線下體驗感極強,大家都很驚喜。
這也給了李景元更堅定的信心。新技術跟市場認證,結合反饋,優化迭代,能給更多的文旅場景帶來不同的體驗感。
李景元透露,就在最近,西泠印社新投放了一臺設備,可以打印個性化印章。
9998個微信好友是什么感覺
“為社會創造價值,順便交個朋友。”這句話一直是李景元的微信個性簽名。李景元覺得,把前沿科技應用到生活中,消費者獲得體驗和快樂,創業最理想的狀態莫過于此。
創業這一路,李景元緊跟時代發展浪潮,蒸蒸日上,充滿能量。“大家在一起努力地工作,這一點杭州創業圈的氛圍很濃。”
李景元喜歡交朋友,微信好友很早就滿了。“因為是在杭州,才有這個機會認識這么多共同的老朋友,9998個,你看,這是入駐菜鳥智谷后,在園區晚宴上認識的隔壁公司老板,后來發現他跟我的老師也是好朋友。大家互相交流,可以少走彎路。”
在杭州這座包容的城市里,無數科技公司的種子在這里生根發芽,蓬勃生長。不久前,隨著團隊的壯大,李景元帶著小伙伴們搬到了菜鳥智谷產業園。“這里的地理位置很不錯,園區的系統生態、配套設施完善,喝茶吃飯洽談,足不出園都能解決。”
最重要的是,“在這里有家的感覺,很暖。”李景元解釋,物業服務人員溝通及時愉快,另外,還無償幫助企業跟當地政府對接,爭取到了不少政策方面的優惠。
當然,還有園區的各種落地活動也吸引了李景元。“我始終認為,只有交流才能碰撞出火花。”

在杭州,尋找更多創業搭子
創業9年,李景元最大的感悟是,要有一顆堅持的心,“開玩笑說,我這叫盲目自信。”
李景元觀察過,經常換賽道的人成功概率并不高,只有長期扎根下去,才能形成一定的壁壘,在商業環境中存活下來。
發展至今,盼打3D打印機線下鋪設了3000多臺設備,覆蓋全國近70%的省份,場景包括景區、電影院、商場,博物館等。在專業實驗領域,有300 多所科學院所在使用盼打的產品,另外,設備已經出口了25個國家(地區)。
“國內我們一直排第一,去年年產值7000萬元,今年有望達到1個億規模。”按照李景元的設想,短期規劃方面,要把規模做大做強,從3000臺變成30000臺,長期來看,現在一天一萬人使用,未來希望能服務1億人。
“立足杭州,走向世界。”這句話看似很大,但不是說說而已。李景元解釋,對于盼打來說,外貿是戰略重要一環,必須要擁有國際化視野。“全球市場足夠大,未來希望能結識更多出海搭子,從杭州出發,抱團出去,一起服務國外的渠道商、供應商和消費者。”李景元說。
李景元是新杭州人,他告訴記者,自己接觸下來發現,老一輩浙商身上有很多值得自己學習的地方,他們對于工作很投入,堅守創業初心,“而且很有人情味,不是冷冰冰的商業往來,愿意培養年輕人,他們帶著我,投資我,支持我。”
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7月12日,西北工業大學本科錄取通知書樣式發布。除體現學校航空、航天、航海的特色外,該錄取通知書還藏著一份“驚喜”。
“憑錄取通知書,2023年本科新生在報到現場可以抽取專屬盲盒。”學校招辦相關負責人介紹,盲盒內容包括:殲20Q·3D打印楊偉總師簽名版模型、運-20Q·3D打印唐長紅總師簽名版模型、直20Q·3D打印鄧景輝總師簽名版模型等。
備受學生“追捧”的3D打印,也稱增材制造,是一種以數字模型文件為基礎,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造物體的技術。
打印食物、打印火箭、打印汽車……萬物皆可3D打印。在數字經濟方興未艾、智能制造大行其道的背景下,3D打印產業的發展正悄然提速。
3D打印食品
近年來,在環保、健康、安全、效率的新型飲食理念指引下,創新食品3D打印迅速崛起。
浙江省科技館的參觀者發現,科技館內六臺巧克力3D打印機給他們提供了更新潮的科普體驗。
“參觀者有多種選擇,可以打印出宇航員、飛碟、火箭或坦克等多種造型的巧克力。”作為設備的提供方,杭州時印科技有限公司CEO李景元告訴《瞭望東方周刊》,3D打印給食物帶來更加豐富的造型、更富吸引力口感的同時,也讓參觀者更有興趣了解科技知識。
據介紹,這款“盼打”自助式巧克力3D打印機從設計、支付到打印一氣呵成,經營者無需值守,可廣泛應用于科技教育、文旅和商業綜合體等領域。
在文旅類場景里,巧克力3D打印已十分常見。
中國國家版本館杭州分館文潤閣的文創空間,就給參觀者提供了3D打印“文物巧克力”的新選擇。參觀者通過微信掃碼選擇自己喜歡的模型進行現場打印,只需等待三至五分鐘,就可以打印出版本館建筑模型或者戰國越王青銅劍等以館藏文物為原型的精致巧克力。
在蘇州博物館、南京博物院和云南省博物館里,參觀者可以打印出博物館藏品造型的巧克力;在上海海洋水族館里,則可以打印出海馬、魔鬼魚、鯨魚、烏龜、海豚等海洋生物造型的巧克力。
“在銀泰、萬達等商業綜合體場景里,我們會結合時尚的IP內容,打造IP造型的3D食品;熱門電影上映期間,我們還會做電影里的人物造型巧克力。”李景元說。
火箭、汽車皆可打印
“目前,3D打印技術已被廣泛應用于許多領域,涉及我們日常生活中的衣食住行、航天、汽車制造、醫療、建筑等方面。”東南大學材料科學與工程學院教授張亞梅告訴《瞭望東方周刊》。
2023年,當地時間3月22日,世界首枚3D打印火箭“人族一號”第三次嘗試發射,但未能成功進入軌道。美聯社報道稱,“人族一號”火箭高33.5米,85%的組成部分由3D打印而成,連火箭的發動機也由3D打印技術制造。
在新能源電池、文物修復、人類器官等領域,3D打印也在不斷嘗試和實踐。
“我們的‘玲瓏’系列超微型3D打印電池,是專為植入式醫療機器人開發的定制化電池。由于醫療機器人體積小,需要的電池體積更小,目前只有3D打印技術能夠解決這種三維尺寸小于4毫米的電池一體化制造及封裝難題。”高能數造(西安)技術有限公司首席運營官令旗告訴《瞭望東方周刊》。
據介紹,該公司還制作過一款體積小、續航久、放電倍率高的微型電池。借助這種3D打印電池的幫助,膠囊機器人可對人體消化道內部細節進行視頻觀測,為醫生診斷提供更加可靠細致的信息。
在安徽,合肥悠遙科技公司的輕型電動汽車——XEV-YOYO,是全球第一款車身內外飾件都使用3D打印技術量產的電動汽車;洛陽龍門石窟里,借助數字化3D打印技術,一尊流散百年的無量壽佛實現了“身首合璧”;為了讓更多人了解山東省省級非物質文化遺產保護項目萊西木偶戲,萊西木偶戲第五代傳承人姜玉濤運用3D打印制作木偶內部機關軸承,提升了木偶表演的難度和視覺效果……

2月13日,山東青島城市傳媒廣場云岡石窟藝術館,3D打印的云岡石窟第3窟,9.93米的主佛阿彌陀佛造像面部圓潤豐滿,神態超然
3D打印已經成為人們身邊的高科技,進入尋常百姓家,改變人們的生活方式。
顛覆傳統制造
在2023中關村論壇展覽會的重慶展區內,一臺3D打印設備引來群眾紛紛駐足。
這臺可實現2微米超高精度3D打印的精密設備,來自重慶摩方精密科技股份有限公司。
據了解,該款3D打印設備采用了面投影微立體光刻技術,使用了高精度紫外光刻投影系統——將需打印的模型分層投影至樹脂液面,即可快速微立體成型,實現從數字模型加工成三維復雜的工業樣件。
與傳統打印技術相比, 3D打印因有立體構型,需事先用計算機輔助設計軟件創建三維模型,然后把原料裝入機身,通過計算機控制,用激光注射器將原料一層一層累積起來,把計算機上的藍圖變成實物。整個過程中,計算機會自動計算每個步驟的尺寸和位置,確保制造之物的精準。
“3D打印技術相對于傳統的制造技術,其突出的優勢是不需要模板,可以直接通過打印機進行逐層打印堆疊,從而實現制造。” 張亞梅告訴《瞭望東方周刊》,這種先進的工藝,對于各種異形構件或者器件的生產而言,優勢尤為明顯。
“首先是不需要模板,實現了設計的自由;其次是可以直接打印,既節省了模板材料,也節省了人工,提高了制造效率。” 張亞梅稱,目前,全球范圍都存在制造工人短缺的問題,而3D打印制造技術很好地解決了這一社會性難題。
“購入3D打印機后,以前需要六萬元購買的機器配件,現在幾百元就可以打印出來。”走進億滋(蘇州)食品有限公司的燈塔工廠,廠長李云龍對《瞭望東方周刊》說,以前論件買零件,現在按斤買塑料線,工廠已節省了數百萬元(人民幣)。
“傳統的烘焙類產品,人們都是用手工制作。現在,我們可以通過數字化方式將其呈現。”李景元表示,一臺食品3D打印機可以做20多種不同類型食品——把食材配方做成打印“墨水”,輸入食譜,按下按鈕,余下的烹制可以全交給程序。
據李景元介紹,食品3D打印機工作的原理是將原材料通過一定的溫度融化,利用高通量3D打印噴嘴從底部開始一層層堆積成型,實現高立體效果。食品3D打印機可打印出消費者喜歡的不同形態產品,不僅方便快捷,還能實現自定義個性化操作。
3D打印技術為低成本、高效率地制造具有獨特結構和高性能的電池,也開辟了新途徑。“電極生產需要涂布、烘烤、錕壓、分切、卷繞或疊片等五六個制造環節,生產環節多、能耗高、占地面積大,且不具備柔性產能。” 令旗告訴《瞭望東方周刊》,與傳統技術相比,他們研發的全新一代電池3D打印設備,可實現10μm級高精度、高設計自由度的全固態電池一體化智造。
據介紹,該款設備具有廣泛的材料適配性,無需特殊改性調整,即可直接使用不同材料實現電池的一體化制造,可為電動汽車、電動航空、智能穿戴設備等領域提供更優質的電池產品。
“和傳統生產方式相比,3D 打印給電池制造帶來的優勢包括流程更加快速簡單、成本更加低廉、可定制、更智能、更安全。尤其值得一提的是,通過3D 打印一體化完成復雜電極結構的制備,還能實現低污染和低能耗。”令旗說。
瓶頸亟待突破
我國高度重視3D打印技術發展。
2021年3月,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》發布,明確發展增材制造在制造業核心競爭力提升與智能制造技術發展方面的重要性,將增材制造作為未來規劃發展的重要領域。
在地方政策層面,廣東、江蘇、重慶、浙江、山東、上海、陜西等多地政府都在政策文件中明確了增材制造在整體高端制造業發展中的重要地位。
在政策的助推下,國產3D打印機不斷涌現,推動相關產業應用迅速擴大。
中國增材制造產業聯盟秘書處郭丹表示,盡管全球風投機構的投資動作不斷放緩,但國內機構對于3D打印產業的投資仍保持平穩增長。
郭丹說,2022年,我國3D打印企業融資總額達到64億元,相比2021年的48億元增長了33%。
中國工程院院士、西安交通大學機械學院原院長盧秉恒教授被稱為“中國3D打印之父”。他認為,中國3D打印技術的科研水平已居世界前列,但在工藝裝備、工程應用方面還有很大的發展空間。為此,中國3D打印技術需要制定技術發展路線圖,規劃基礎研究、產業化、工程應用的發展路線,從而使其真正產業化。
盧秉恒表示,3D打印技術為高端制造提供了新路徑。萬物皆可3D打印,要合理地運用不同的制造方式,發揮各自優勢來進行產品生產。
3D打印的發展尚存在一些瓶頸。
“在一些領域,尚需加強增強工藝與3D打印工藝的協同。但實際上,協同并不容易,有些增強措施會干擾打印過程。” 張亞梅對《瞭望東方周刊》舉例道,在3D打印建筑領域,鋼筋增強3D打印混凝土就存在明顯的問題,打印出的產品性能遠不如傳統方式生產的鋼筋增強混凝土。
此外,由于3D打印采用的是層層堆疊的建造方式,界面問題成為一個普遍難題。
“雖然技術上有解決界面問題的策略,但大尺寸打印時,往往問題較為復雜,還需要從材料、工藝等方面系統解決。” 張亞梅說。
在應用過程中,3D打印技術如何做好知識產權保護,也備受關注。對此,北京三帝科技股份有限公司創始人、董事長宗貴升在2023中國經濟傳媒大會上提出了兩個建議:一是通過融合區塊鏈技術的方式進行保護;二是在法律上對原創的知識產權申請專利保護。
“隨著3D打印技術成本的逐步下降,不少3D打印產品的價格已經接近甚至低于傳統制造的價格。我相信,五年內,3D打印技術將覆蓋大部分制造領域。” 李景元表示,未來, 3D打印技術將更好地造福人們的生活。
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