3D列印産業發展至今,已經逐漸成長為可以滿足工業生産、實現製造業轉型的重點産業。3D列印技術衍生的設計、軟體、材料、數字製造等新的産業鏈,正在逐步優化傳統製造,構建全新的製造生態。不過,在行業快速成長的同時,我國3D列印技術與人才建設的短板成為産業更上層樓的重要阻礙,解決人才培養問題,成為行業發展的當務之急——
日前,以“3D列印重新定義製造業”為主題的第五屆世界3D列印技術産業大會在廣東佛山市南海區大瀝鎮舉行。3D列印技術又叫“增材製造技術”,起源於快速成型技術。目前,國內3D列印技術主要“擁抱”家電及電子消費品、模具檢測、醫療及牙科正畸、文化創意及文物修復、汽車及其他交通工具、航空航天等産業。
發展提速市場廣闊
大會期間,惠普公司和廣東(大瀝)3D列印協同創新平臺宣佈全新工業級3D列印定制中心正式在廣東落地。新成立的蘭灣智慧—惠普3D列印技術批量化定制中心將部署10台惠普MultiJetFusion3D列印系統,打造國內最大的3D列印工業互聯網平臺,滿足工業級生産對於3D列印速度、成品品質及經濟適用性的高要求,為佛山市汽車、消費品和摩托車客戶及大灣區其他行業的客戶提供大規模批量化生産服務,每年能夠為2萬多家中小製造業企業提供從設計端到應用端,從應用端到産品端的配套服務,推動傳統製造業企業加快“研發—設計—創造”的進程。
據中國3D列印技術産業聯盟創始人兼執行理事長羅軍介紹,2012年,中國3D列印市場規模為1.61億美元;到2016年,中國3D列印産業規模已達11.87億美元,複合增長率為49.11%。“3D列印作為一項全新的製造技術,在及時製造、複雜製造、個性化製造、特殊環境下製造、任意製造等方面具有獨特優勢。它所衍生的設計、軟體、材料、數字製造等新的産業鏈,正在逐步優化傳統製造,構建一個全新的製造生態。”羅軍説。
放眼全球市場,3D列印將推進全球12萬億美元傳統製造業市場發展。鋻於産業政策與財政政策的支持,初步預計,到2022年我國3D列印市場規模將有望達到61.9億美元左右。
細分行業潛力無限
生物3D列印,指以生物醫用材料及細胞為新型離散材料,通過技術設計,快速生産出醫療相關産品。當前,生物3D列印可以劃分為4個層次:醫療輔助模型,做人工假體,做組織工程的支架,做活細胞列印和人工器官。預計到2024年,3D列印醫療市場規模將達到96.39億元。
據北京大學第三附屬醫院大外科主任劉忠軍介紹,北京大學第三醫院已成功完成世界首例3D列印脊椎植入手術。劉忠軍認為,如果把微孔假體作為載體,還可以把3D列印技術變成4D列印技術,即增加一些藥物局部作用、豐富功能,這將成為生物3D列印技術未來發展趨勢之一。
在生物材料和組織工程方面,據南方醫科大學教授黃文華介紹,適用於3D列印技術的生物材料已經成為研究熱點,3D列印技術可以大大減少醫療成本,市場空間巨大。比如,通過三維掃描技術和3D列印技術私人定制的醫療護具,能夠與人的骨骼肌肉完美契合,一套3D列印的護具可能只需要2000元左右,比市場上幾萬元甚至十幾萬元的醫療護具效果更好。
對於鑄鍛行業而言,製造流程需要鑄鍛、焊銑分開,需要很多的工序和裝備,而且時間長污染大。華中科技大學教授張海歐介紹,通過3D鑄鍛銑合一製造技術,可以獲得比傳統鍛造更優越的鍛造性能。
在金屬3D列印領域,目前主要有鋪粉和送粉兩種模式。據華南理工大學教授楊永強介紹,鋪粉鐳射選區熔化是由一個模型,經過切片軟體輸送到機器裏,進行選區或者選擇性熔化,然後一層一層堆積起來,可以做成內部結構非常複雜的零件。楊永強認為,如果將增材和原位減材技術結合起來,將是非常好的發展趨勢,實現製造手段的提質增效。
技術人才亟待補強
雖然3D列印技術不斷發展,行業規模不斷擴大,但人才短缺的難題始終困擾著行業更進一步。
“招人非常困難,目前行業人才供給明顯不足,特別是有工作經驗的中高級人才匱乏。從業者普遍缺乏3D列印專業技能,入職再培訓、再就業工作艱巨。”羅軍説。
羅軍認為,一定要從教育入手,培養更多3D列印工程師。通過和國際頂尖科研機構加強合作,共建實驗室、研發中心、研究院,解決我國3D列印行業核心技術、核心人才短缺的難題。
目前,全球3D列印應用市場幾乎一半被美國佔據,30%在歐洲,我國不足10%,仍然缺乏頂層設計、缺乏核心人才、缺乏深度應用。英國皇家工程院院士、曼徹斯特大學先進鐳射工程中心主任李琳認為,3D列印技術對推動我國傳統産業轉型升級意義非常重大,要大力推廣3D列印的示範應用和科學普及,及時跟蹤國際發展動態,加強國際合作。
我國現有的教育體系中,還未設置3D列印的本科專業,只是在研究生階段開始設置,未來需要建設全方位的教育體系。香港科技大學工學院副院長李宗津認為,目前3D列印提到的很多問題都是技術層面的,需要把技術問題提煉出來,讓博士生等更高層次人才集中精力去攻克。
蘇州無限三維科技産業有限公司總經理何斌認為,3D列印産業的人才培養應該從實踐入手,希望廣大3D列印産業企業家主動作為。“隨著蘭灣智慧和惠普3D列印批量化中心平臺的落成,這兩天有來自於廣州白雲學院的12位實習生能接觸到先進設備,進行設備操作和調試實踐,激發了他們的學習精神。希望更多學生能夠從實踐的角度來重新認識3D列印,重新發掘3D列印更多的內涵,找準自己的發展方向。”何斌説。(記者 崔國強)
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