中國3D打印技術超前引發美日多國危機感

發布時間：2013-12-19 11:22 發布者：1770309616

由獨立研究員李暢教授領導的研發團隊歷經六年時間在經歷了千百次實驗失敗后終于在3D打印技術上取得了重大突破，一舉研發出被世界3D打印界稱為3D打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術，從而開啟了人類控制物體內部構成的時代。

　　3D打印是上世紀80年代提出的一種立體制造的先進技術－逐層增材制造。但是到目前為止，3D打印只能實現對物體表面形狀的控制，而不能實現對物體內部構成的控制。而對物體內部構成的控制遠比物體表面形狀的控制重要得多。因此，如果3D打印技術不能實現對物體內部構成的控制，其意義最多也是對傳統制造技術的一種補充，絕不可能帶來制造業的革命。

　　控制物體內部構成的途徑早有定論，就是被稱為3D打印終極核心技術的“多元材料的任意分布同時打印”技術。令人遺憾的是，盡管很多人加入到了“多元材料的任意分布同時打印”的研發行列，但幾乎沒有任何進展。

　　正當人們對“多元材料的任意分布同時打印”技術的研發前景甚至對3D打印的發展前景投去懷疑的目光時，李暢教授領導的研發團隊已經在這方面取得了重大突破，獨立開發出了“多元材料的任意分布同時打印”技術。這項技術的出現標志著人類已經可以實現對物體內部構成的控制。

　　李教授介紹說，自3D打印出現以來，逐層（逐點）加工被認為是實現3D打印的唯一可行的途徑，因此，所有的3D打印技術都毫無例外地采用了這個途徑。但是這種方法存在致命缺點，就是打印速度和打印精度互相被綁架，出現了被稱為“3D打印悖論”的現象,若提高精度必然導致速度的降低；反之，若提高速度必然導致精度的下降,這意味著3D打印繼續走逐層（逐點）加工之路是一條死胡同。

　　而我們另辟蹊徑，拋棄已有3D打印技術的逐層（逐點）加工的固有思路，創立了一種多種材料的整體控制技術，來解決“多元材料的任意分布同時打印”問題。

　　李教授介紹說，“多元材料的任意分布同時打印”技術成果還同時解決了原有3D打印技術固有的，被認為幾乎不可能解決的幾個重大缺陷，如：　　打印精度和打印速度的瓶頸問題　　“多元材料的任意分布同時打印”技術的打印精度可達到0.001mm，而且在此精度的條件下，無論單層切片面積多大，其加工時間不超過一分鐘，這個打印速度與原有的3D打印速度相比是天壤之別。

　打印材料問題

　　目前所有3D打印設備對打印材料的要求是非常嚴格的，它甚至是3D打印不能迅速普及以及不能規模化生產的主要障礙。而“多元材料的任意分布同時打印”技術對材料幾乎沒有任何特殊要求，只要是粒度相差不大的粉體即可，這就完全解決了3d打印的材料問題。

　　批量化生產問題

　　既然“多元材料的任意分布同時打印”在打印材料和打印速度問題上得到完全解決，批量化生產問題自然迎刃而解了，甚至可以說，像集成電路這樣的微加工領域里的大批量規模生產，其加工成本遠遠低于傳統加工方式。

　　彩色打印問題

　　現有所謂的彩色3D打印是通過粘接劑（不是打印材料本身）的顏色來實現的，因此它不是嚴格意義上的彩色3D打印，而“多元材料的任意分布同時打印”技術是通過直接控制材料本身的顏色的方法進行打印，實現了真正意義上的彩色3D打印。

　　由此我們看出，李暢教授領導的研發團隊的研發成果不僅解決了“多元材料任意分布同時打印”這個3D打印終極核心技術，而且解決了3D打印的打印速度、打印精度、打印材料、批量生產、彩色打印等一系列問題，從而實現了3D打印技術的革命性突破。

　　李教授介紹說，“多元材料的任意分布同時打印”技術即將在制造業掀起3D風暴，首當其沖的是材料行業，如多材料復合、新材料合成，甚至會出現彩色金屬、彩色陶瓷等以前聞所未聞的新材料。需要指出的是，“多元材料的任意分布同時打印”技術引發的，以表面裝飾與實體材料的完全統一為標志的裝飾材料革命已經開始，如人造大理石、人造裝飾板等行業。以陶瓷為例，原有陶瓷采用的是表面裝飾，其紋理或圖案是表面上的一種“假面具”，如噴繪瓷磚，陶瓷畫。若利用“多元材料的任意分布同時打印”技術可以生產這樣的陶瓷，它具有我們可以設計的任意彩色紋理或圖像，而這個紋理和圖像不僅僅是表面的紋理或圖像，而是貫穿于陶瓷整體的“真影像”。因此，帶有“假面具”的陶瓷產品被帶有“真影像”的3D陶瓷替代是必然的趨勢�？梢哉f噴繪瓷磚，陶瓷畫等傳統陶瓷被3D瓷磚，3D陶瓷畫取代已經指日可待了。

　毋庸置疑，這項技術的出現表明中國在3D打印技術方面已經走在了世界的最前面，處在絕對領先地位，它將使中國在制造業革命中脫穎而出，傲視群雄。

　　據悉，這項研究成果已經在中國申報了發明專利并已被受理。目前已經有國際跨國公司提出合作要求，但是李教授表示希望這項研究成果首先在國內實施。

　　我們期待李教授的這項技術成果能夠在中國大地上開花結果，為實現“中國夢”做出應有的貢獻。

　　世界著名3D打印權威胡迪·利普森在他的新著“3D打�。簭南胂蟮浆F實”中是這樣描述3D打印技術的現狀，“人類史無前例地實現了對物體形狀的掌握”這只是第一階段目標，而第二階段—控制物體的構成，“即不僅僅是塑造外部幾何形態，而是以前所未有的逼真度塑造出新的超材料的內部結構則剛剛啟幕”。李暢教授團隊超前的實現了第二階段的目標。這項研發成果對第三次工業革命帶來的影響是不可估量的。：2013年11月8日出現一條震驚全美的新聞，美國德克薩斯州某制造商活用3D打印機成功制作出一把“M1911”軍用，并且進行了50發以上的實彈射擊實驗，約27米遠的射擊距離擁有相當高的命中率，足以證明3D打印的實用性之高。

　　而3D打印武器不僅限于，只要能獲得相關武器的模板都可以復制打印，因此這也會對軍事機密的泄露造成威脅，目前美國國防部就加強了對與其他發達國家等發生過知識產權沖突的中國的警戒。

　　美國IT機械銷售公司Brule于9月在東京秋葉原開設了一個3D打印機產品展示廳，里面大多數均為售價30多萬日元的美國制產品，但最受客戶關注的還是中國北京器械制造商DeltaMicroFactory開發的一款低價產品，售價僅為19.98萬日元。

　　據了解，該產品目前已在美國銷售，并獲得了當地專業雜志的高度評價，另一方面，日本測量器械巨頭keyence也制造發售了3D打印機，但是卻還未能進軍海外市場。

　　Brule日本分公司社長杉本健人表示：“中國的3D打印技術早已趕超日本，無論是品質還是銷售網絡都能與美國抗衡�！薄　「鶕绹�3D打印行業研究機構WohlersAssociates公布的一項關于3D打印的權威報告指出，中國華中科技大學擁有全球實力最強的3D打印研發小組。報告指出，截至目前華中科技大學已經獲得了多項能夠實現低成本高性能開發3D打印機的研究成果，此外像西安交通大學、清華大學等也取得了一些研發成績。

　　根據報告顯示，2012年中國的3D打印機普及數量已經達到了美國的四分之一，預計2016年中國的3D打印市場規模將達到100億元人民幣，成長速度居世界第一。

　　另一方面，隨著美國企業持有的3D打印機關聯基本專利時效逐漸到期，今后很有可能被中國反超。

　　根據國際商會（ICC）公布的一項統計數據顯示，盡管目前3D打印機的使用率很低，但是全球每年因山寨復制品造成的損失已經超過了50萬億日元。

　　根據日本專利局對400家日企實施的山寨復制品損失調查顯示，2007年的損失總額約數百億日元，但是在2011年則突破了1000億日元。日本某家電制造商干部預測指出：“隨著3D打印機的普及，山寨復制品對日本企業造成的損失還可能進一步擴大�！�

　　據了解，美國為了區分正品和贗品，也加強了各種對策，比如正在開發一種鑒別真假的3D打印實用工具，而中國的技術開發速度更是在美國之上。

　　另一方面，日本經濟產業省于10月正式召開了關于3D打印活用方法的議論會議，但是并未提及關于山寨復制品打壓措施。

　　美國總統奧巴馬在今年2月發布的國情咨文報告中指出，3D打印是重振美國制造行業的核心技術，但是今后必定會面臨技術創新、技術知識產權沖突等諸多問題。

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