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微納3D打印有望實(shí)現(xiàn)突破
當(dāng)前，3D打印已經(jīng)成為了世界各國研究的重點(diǎn)對(duì)象。在各國研究人員的推動(dòng)下，3D打印技術(shù)日趨成熟，并給相關(guān)行業(yè)發(fā)展注入了新的動(dòng)力。
增材制造新項(xiàng)目正式啟動(dòng)微納3D打印有望實(shí)現(xiàn)突破作為前沿技術(shù)之一，3D打印的發(fā)展?fàn)顩r受到了我國有關(guān)部門的高度重視。為支持3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，讓3D打印在經(jīng)濟(jì)建設(shè)過程中發(fā)揮出應(yīng)有的作用，我國先后出臺(tái)了《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020年)》等多項(xiàng)政策。
近兩年，在政策引導(dǎo)和業(yè)界人士的共同推動(dòng)下，我國3D打印產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。11月3日，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——《微納結(jié)構(gòu)增材制造工藝與裝備》項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)隆重召開。在業(yè)界人士的見證下，《微納結(jié)構(gòu)增材制造工藝與裝備》項(xiàng)目正式啟動(dòng)。
《微納結(jié)構(gòu)增材制造工藝與裝備》項(xiàng)目正式啟動(dòng)的消息一經(jīng)傳出，就引發(fā)了業(yè)界人士的熱烈討論。一些業(yè)內(nèi)人士表示，微納3D打印在最近幾年已經(jīng)受到了社會(huì)各界的高度關(guān)注，該項(xiàng)目的啟動(dòng)對(duì)于微納3D打印的應(yīng)用及推廣具有重要意義。
從總體來看，3D打印主要有兩個(gè)不同的發(fā)展方向。一個(gè)是宏觀方面的，即大尺寸的3D打印技術(shù)；另一個(gè)是微觀方面的，即能夠制造出精密結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)，這種技術(shù)被研究人員稱為微納3D打印。
在宏觀應(yīng)用方面，3D打印已經(jīng)應(yīng)用于汽車零部件、航空航天、醫(yī)療器械、建筑、陶瓷潔具、動(dòng)漫手辦等諸多領(lǐng)域。與傳統(tǒng)方式相比，3D打印在大尺寸產(chǎn)品制造過程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其中，在飛機(jī)零部件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等形狀復(fù)雜的零部件制造方面，3D打印可以最大限度的還原出設(shè)計(jì)對(duì)象的面貌，讓產(chǎn)品更加逼真和生動(dòng)。
在微觀應(yīng)用方面，3D打印可以用于可穿戴設(shè)備、生物醫(yī)療、生物科技、微電子等領(lǐng)域。尤其值得注意的是，3D打印在光學(xué)、醫(yī)療、電子等行業(yè)微型精密器件制造方面具有極大的發(fā)展?jié)摿?。目前，社?huì)公眾對(duì)于3D打印在宏觀方面的應(yīng)用較為熟悉、認(rèn)知較為深刻，對(duì)于其在微觀方面的認(rèn)識(shí)還不夠全面。那么，微納3D打印和“傳統(tǒng)”3D打印的區(qū)別是什么呢？
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，微納3D打印和“傳統(tǒng)”3D打印的主要區(qū)別在于，微納3D打印能達(dá)到較高的精度。目前，微納3D打印的精度能達(dá)到細(xì)觀、微觀和納觀(即十億分之一米)級(jí)別，這一特性就使微納3D打印能批量復(fù)制微小結(jié)構(gòu)，并制造出真正處于微觀級(jí)別的器件，這些器件在細(xì)節(jié)和精度上效果更好。
具體來講，借助微納3D打印能制造出哪些產(chǎn)品呢？目前，借助微納3D打印能制造出的精密器件種類非常多樣，而且涉及的領(lǐng)域也十分廣泛。例如，內(nèi)窺鏡、心血管支架、特定的電子接插件等。通過運(yùn)用微納3D打印，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的心血管支架成型更加容易、成本顯著降低、制造效率也更高。
不管是宏觀應(yīng)用也好，微觀應(yīng)用也罷，雖然3D打印技術(shù)研發(fā)及實(shí)際應(yīng)用日益火熱，但是整個(gè)行業(yè)在發(fā)展過程中仍然存在著一定的問題，材料和設(shè)備成為了兩大限制性因素。由于3D打印設(shè)備功能有待進(jìn)一步完善、稀有材料研發(fā)困難且價(jià)格昂貴，3D打印目前只能用于模具鑄件、航空航天等領(lǐng)域的非核心零部件的替換生產(chǎn)領(lǐng)域。此外，專業(yè)人才缺乏、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未完全建立等因素，都制約了3D打印短期內(nèi)的大規(guī)模應(yīng)用。
如今，3D打印行業(yè)兩極分化的發(fā)展趨勢(shì)日益顯現(xiàn)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和創(chuàng)新能力的3D打印企業(yè)正在激烈的全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成長(zhǎng)起來，并努力通過整合設(shè)備、軟件、材料等系列產(chǎn)業(yè)鏈來為用戶提供智能化整體制造解決方案?；谄渚邆涞募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)和研發(fā)實(shí)力，這部分企業(yè)將在某一時(shí)期內(nèi)占據(jù)行業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。
與此同時(shí)，缺乏自主創(chuàng)新能力、依靠復(fù)制其他企業(yè)技術(shù)及運(yùn)營(yíng)模式的企業(yè)，只能通過倒賣設(shè)備或提供低端打樣服務(wù)存活。在日益白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，這些企業(yè)可能面臨更大的挑戰(zhàn)，并被迫加強(qiáng)技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。
任何事物的發(fā)展都需要一個(gè)過程，3D打印也一樣。在業(yè)界人士的推動(dòng)下，微納3D打印有望在技術(shù)研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)全新的突破，并展現(xiàn)出其獨(dú)有的魅力。