3D列印高新企業暢想的未來：幾萬元的鞋以後你也能穿

　　國際在線報道(記者 易成晨)：3D列印技術已經被人們越來越多地談論，然而或許在多數人心中，這項技術仍然被認為是要麼弱到只能打個小玩具，要麼強到能打一棟房子，總之距離我們很遙遠。3D列印到底是怎樣實現的，它在實際應用中又到底有多大的前景？近日，記者深度探訪了全國2015年智慧製造試點示範項目企業、國內工業級3D列印領軍企業湖南華曙高科（下稱“華曙”），領略到了另一番別樣景象。

華曙大廳的吊燈是其3D列印生産出來的。易成晨 攝

　　神奇的新技術

　　在華曙的大廳，別具一格的吊燈吸引了記者的注意，“這是使用我們自己生産的材料和設備列印出來的，這種造型是傳統工藝技術完全無法生産的，”該公司的常務副總經理陳勃生説。完全無法生産，意味生産模式已到達極限，然而當換了一種方式，卻簡單得有些輕描淡寫。

3D印表機工作中，鐳射掃過金屬粉末發出光芒。易成晨 攝

　　陳勃生介紹，華曙的鐳射3D列印採用的是選區鐳射燒結技術，其原理是，將金屬粉末或高分子材料在設備上鋪成厚度為零點零幾毫米到0.1毫米的薄薄的一層，鐳射在計算機的指揮控制下掃描薄層的材料，凡是被鐳射掃描到的地方，材料被融化然後凝固，這一過程循環往復，逐層疊加，到幾千幾萬乃至更多層後，最終形成立體的物體。

　　上述吊燈僅僅是3D列印技術“略施小技”，其應用場景之多，可覆蓋從民用到工業應用等方方面面，超乎想像。華曙董事長許小曙為記者暢想了人人能穿上現在專業運動員才能穿到的幾萬元一雙的定製鞋的未來生活：“鞋對於專業運動員來説就是成績的保證。只有穿訂制的鞋，他才能發揮最大的潛質，腳才不會受傷。而這雙鞋的價格也可能高達好幾萬元，普通人是享受不到的。但普通人也有需求，真正合腳的鞋對於走路運動都有很大幫助，但普通人不會花幾萬元買一雙定製鞋，鞋廠也不會為每個人量身定做，而3D列印就可以幫我們實現這個夢想。”

　　“我們每個人的走路、跑步姿態都不一樣，有的人可能腳尖先落地，有的人腳跟先落地，有的人往左歪，有的人往右歪，有的人甚至左右腳可能都不一樣。所有這些個性化數據都可以通過一台類似跑步機的設備採集下來。以後去鞋店買鞋，不是去挑尺碼，而是去‘跑步機’上跑幾步，你的數據就被收集並存儲到雲端，你在網上買鞋，就可以直接為你量身定制一雙，和你的腳完全吻合。”

3D列印出來的高度複雜的燈飾。易成晨 攝

　　而不久前國內某航空公司使用3D列印飛機座位牌也成為工業應用典型案例。當時該航空公司發現新接收的一批飛機上座位牌錯誤，找製造商重新定制將耗時兩個月，這也意味著這批飛機將以每架每天數十幾萬元的損失停飛兩個月。最後該公司自行3D列印了一批解決了問題。此事使得該飛機製造商目前正在進行對3D列印材料和設備的認證工作，以後航空公司的維修廠都可以使用經過認證的材料和3D印表機自己生産備品備件，這將大大減少停飛造成的經濟損失。

　　假牙製造則是目前已經大量實際應用的最好的例子。傳統的假牙製造流程包括壓模、鑄造等等十幾道工序，工期長，人力消耗大，對工人技術水準要求也高，而且其中任何一步出差錯就前功盡棄。石膏等材質的模具還面臨破損風險。現在全部省去，經過口腔掃描數據採集後，直接傳到3D列印生産廠，輸入計算機後一會就做出來了。

3D列印生産的汽車空調系統。易成晨 攝

　　汽車裏結構複雜的零部件、醫療領域裏病人病變部位的立體模型和人造關節、航空航天上的零部件、設計創意裏極度精巧的工藝品……3D列印極強的跨界合作特徵使其具備廣泛應用潛質，許小曙形容是“只有你想不到，沒有做不到。”

　　打破國外壟斷

　　目前全球領先的3D列印公司分別在美國和德國各有一家，華曙作為後來者，正快速趕上，在此過程中，創新研發是唯一辦法。

3D列印材料粉末。易成晨 攝

　　3D列印的主要技術阻礙是材料粉末的製造和極其關鍵的軟體控制系統。

　　“材料是基本，否則就是無米之炊。在華曙研發之前，3D列印材料都被德國一家公司控制。材料成本居高不下，在國內每公斤賣到600到800元，”許小曙介紹，而且由於一定的技術封鎖性，還未必買得到。

　　華曙在材料研發上下大工夫，最後研究出了韌性不輸對方、強度超過對方的尼龍材料，再也不怕“斷米”。並且現在已經自主研發出了包括鈦合金、鎳合金，以及鎢（抗高溫）和銅（對鐳射反射性強）等高難度材料的40多種材料粉末。相比其他公司從外部購買材料，華曙使用的自主製造的材料價格要低出一倍以上。

　　控制軟體也一度被國外公司壟斷。技術出身的許小曙表示最初開始就堅定的認為設備可以依靠外部，軟體則一定要自己研發。目前大多數3D列印企業的控制軟體都被比利時一家公司壟斷，不僅價格昂貴而且限制重重，修改設備參數都需要額外付費。

　　而現在華曙不僅自己開發出了控制軟體，而且做到了用戶後期免費使用和升級。對於用戶個性化需求的滿足也是使用國外軟體難以做到的。

　　談及未來目標，許小曙希望在5年內達到年銷售額3到5億美元，與美國德國的兩家巨頭平起平坐，並研發出可以改變行業遊戲規則的創新技術，最後超過他們。

　　智慧製造的領頭羊

　　事實上這些並非許小曙一廂情願的想像，3D列印技術發展還有個巨大的背景——作為我國實施製造強國戰略第一個十年的行動綱領，在去年國家出臺的《中國製造2025》計劃中，明確提及了作為新領域的創新技術，3D列印在各國已被大力推進，因此國內能否跟上是政府十分關心的問題。而華曙高科正是全國2015年智慧製造試點示範項目企業，是湖南省僅有的三家之一。

　　特別是，華曙高科的“高分子複雜結構增材製造國家工程實驗室”已成為首個3D列印領域國家級研發平臺。

　　這樣前景廣闊的新技術，自然成為長沙市在促進智慧製造方面重點突破的目標。在長沙市關於“中國製造2025”的文件裏提出，要以該平臺為創新源頭，利用世界3D列印技術産業聯盟（國際增材製造用戶協會AMUG）等現有資源和基礎，集聚3D列印國際國內優勢資源，針對汽車、醫療衛生、航空航天等領域主導需求，開展關鍵技術“政産學研”聯合攻關、技術轉移及成果孵化、公共技術及諮詢服務和國際技術及人才合作。這些計劃和措施無疑將讓長沙市的智慧製造前景變得更加光明和令人期待。

　　3D列印的未來市場

　　技術的發展最終還是要通過市場應用來支撐，許小曙表示，現在的3D列印市場規模還很小，今年不會超過100億美元，只佔整個工業體系百分之零點幾。他分析原因有兩方面，一是相對傳統製造來説成本比較高，目前只用於小批量個性化生産，大批量生産還是比不過傳統的流水線；二是市場對3D列印這種新技術認識還不足，很多企業沒有意識到3D列印能夠帶來的高附加值服務。

　　但他也認為，3D列印的優勢已經在諸如假牙製造等領域逐步被越來越多的看好和使用。而市場一旦願意接受這種技術了，就會發展得越來越快。市場規模越大，同時也就會進一步降低這項技術的使用成本。

在3D印表機中已經列印成型的假牙。易成晨 攝

　　比如假牙製造也是近些年才被人們發現通過3D列印生産的好處。牙科行業有分析認為，未來3到5年內所有的假牙生産都會被3D列印取代，而僅僅這個市場就是每年200億元。成本上，在一些行業裏現在已經比較低了。華曙總經理侯培林舉例説，上海一家製造假牙的客戶，在使用3D列印技術後，工人已從200多人減少到100多人；生産效率上現在可以做到6個小時列印150顆，比以前提升8.5倍；成品率從以前88%左右提升到現在99.7%；單顆牙齒的成本比以往傳統工藝降低40%到60%。

　　未來，3D列印將與更多的行業結合，迸發出超乎想像的科技火花，顯示出智慧製造的無窮魅力。