3D打印高新企业畅想的未来：几万元的鞋以后你也能穿

　　国际在线报道(记者 易成晨)：3D打印技术已经被人们越来越多地谈论，然而或许在多数人心中，这项技术仍然被认为是要么弱到只能打个小玩具，要么强到能打一栋房子，总之距离我们很遥远。3D打印到底是怎样实现的，它在实际应用中又到底有多大的前景？近日，记者深度探访了全国2015年智能制造试点示范项目企业、国内工业级3D打印领军企业湖南华曙高科（下称“华曙”），领略到了另一番别样景象。

华曙大厅的吊灯是其3D打印生产出来的。易成晨 摄

　　神奇的新技术

　　在华曙的大厅，别具一格的吊灯吸引了记者的注意，“这是使用我们自己生产的材料和设备打印出来的，这种造型是传统工艺技术完全无法生产的，”该公司的常务副总经理陈勃生说。完全无法生产，意味生产模式已到达极限，然而当换了一种方式，却简单得有些轻描淡写。

3D打印机工作中，激光扫过金属粉末发出光芒。易成晨 摄

　　陈勃生介绍，华曙的激光3D打印采用的是选区激光烧结技术，其原理是，将金属粉末或高分子材料在设备上铺成厚度为零点零几毫米到0.1毫米的薄薄的一层，激光在计算机的指挥控制下扫描薄层的材料，凡是被激光扫描到的地方，材料被融化然后凝固，这一过程循环往复，逐层叠加，到几千几万乃至更多层后，最终形成立体的物体。

　　上述吊灯仅仅是3D打印技术“略施小技”，其应用场景之多，可覆盖从民用到工业应用等方方面面，超乎想象。华曙董事长许小曙为记者畅想了人人能穿上现在专业运动员才能穿到的几万元一双的定制鞋的未来生活：“鞋对于专业运动员来说就是成绩的保证。只有穿订制的鞋，他才能发挥最大的潜质，脚才不会受伤。而这双鞋的价格也可能高达好几万元，普通人是享受不到的。但普通人也有需求，真正合脚的鞋对于走路运动都有很大帮助，但普通人不会花几万元买一双定制鞋，鞋厂也不会为每个人量身定做，而3D打印就可以帮我们实现这个梦想。”

　　“我们每个人的走路、跑步姿态都不一样，有的人可能脚尖先落地，有的人脚跟先落地，有的人往左歪，有的人往右歪，有的人甚至左右脚可能都不一样。所有这些个性化数据都可以通过一台类似跑步机的设备采集下来。以后去鞋店买鞋，不是去挑尺码，而是去‘跑步机’上跑几步，你的数据就被收集并存储到云端，你在网上买鞋，就可以直接为你量身定制一双，和你的脚完全吻合。”

3D打印出来的高度复杂的灯饰。易成晨 摄

　　而不久前国内某航空公司使用3D打印飞机座位牌也成为工业应用典型案例。当时该航空公司发现新接收的一批飞机上座位牌错误，找制造商重新定制将耗时两个月，这也意味着这批飞机将以每架每天数十几万元的损失停飞两个月。最后该公司自行3D打印了一批解决了问题。此事使得该飞机制造商目前正在进行对3D打印材料和设备的认证工作，以后航空公司的维修厂都可以使用经过认证的材料和3D打印机自己生产备品备件，这将大大减少停飞造成的经济损失。

　　假牙制造则是目前已经大量实际应用的最好的例子。传统的假牙制造流程包括压模、铸造等等十几道工序，工期长，人力消耗大，对工人技术水平要求也高，而且其中任何一步出差错就前功尽弃。石膏等材质的模具还面临破损风险。现在全部省去，经过口腔扫描数据采集后，直接传到3D打印生产厂，输入计算机后一会就做出来了。

3D打印生产的汽车空调系统。易成晨 摄

　　汽车里结构复杂的零部件、医疗领域里病人病变部位的立体模型和人造关节、航空航天上的零部件、设计创意里极度精巧的工艺品……3D打印极强的跨界合作特征使其具备广泛应用潜质，许小曙形容是“只有你想不到，没有做不到。”

　　打破国外垄断

　　目前全球领先的3D打印公司分别在美国和德国各有一家，华曙作为后来者，正快速赶上，在此过程中，创新研发是唯一办法。

3D打印材料粉末。易成晨 摄

　　3D打印的主要技术阻碍是材料粉末的制造和极其关键的软件控制系统。

　　“材料是基本，否则就是无米之炊。在华曙研发之前，3D打印材料都被德国一家公司控制。材料成本居高不下，在国内每公斤卖到600到800元，”许小曙介绍，而且由于一定的技术封锁性，还未必买得到。

　　华曙在材料研发上下大工夫，最后研究出了韧性不输对方、强度超过对方的尼龙材料，再也不怕“断米”。并且现在已经自主研发出了包括钛合金、镍合金，以及钨（抗高温）和铜（对激光反射性强）等高难度材料的40多种材料粉末。相比其他公司从外部购买材料，华曙使用的自主制造的材料价格要低出一倍以上。

　　控制软件也一度被国外公司垄断。技术出身的许小曙表示最初开始就坚定的认为设备可以依靠外部，软件则一定要自己研发。目前大多数3D打印企业的控制软件都被比利时一家公司垄断，不仅价格昂贵而且限制重重，修改设备参数都需要额外付费。

　　而现在华曙不仅自己开发出了控制软件，而且做到了用户后期免费使用和升级。对于用户个性化需求的满足也是使用国外软件难以做到的。

　　谈及未来目标，许小曙希望在5年内达到年销售额3到5亿美元，与美国德国的两家巨头平起平坐，并研发出可以改变行业游戏规则的创新技术，最后超过他们。

　　智能制造的领头羊

　　事实上这些并非许小曙一厢情愿的想象，3D打印技术发展还有个巨大的背景——作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，在去年国家出台的《中国制造2025》计划中，明确提及了作为新领域的创新技术，3D打印在各国已被大力推进，因此国内能否跟上是政府十分关心的问题。而华曙高科正是全国2015年智能制造试点示范项目企业，是湖南省仅有的三家之一。

　　特别是，华曙高科的“高分子复杂结构增材制造国家工程实验室”已成为首个3D打印领域国家级研发平台。

　　这样前景广阔的新技术，自然成为长沙市在促进智能制造方面重点突破的目标。在长沙市关于“中国制造2025”的文件里提出，要以该平台为创新源头，利用世界3D打印技术产业联盟（国际增材制造用户协会AMUG）等现有资源和基础，集聚3D打印国际国内优势资源，针对汽车、医疗卫生、航空航天等领域主导需求，开展关键技术“政产学研”联合攻关、技术转移及成果孵化、公共技术及咨询服务和国际技术及人才合作。这些计划和措施无疑将让长沙市的智能制造前景变得更加光明和令人期待。

　　3D打印的未来市场

　　技术的发展最终还是要通过市场应用来支撑，许小曙表示，现在的3D打印市场规模还很小，今年不会超过100亿美元，只占整个工业体系百分之零点几。他分析原因有两方面，一是相对传统制造来说成本比较高，目前只用于小批量个性化生产，大批量生产还是比不过传统的流水线；二是市场对3D打印这种新技术认识还不足，很多企业没有意识到3D打印能够带来的高附加值服务。

　　但他也认为，3D打印的优势已经在诸如假牙制造等领域逐步被越来越多的看好和使用。而市场一旦愿意接受这种技术了，就会发展得越来越快。市场规模越大，同时也就会进一步降低这项技术的使用成本。

在3D打印机中已经打印成型的假牙。易成晨 摄

　　比如假牙制造也是近些年才被人们发现通过3D打印生产的好处。牙科行业有分析认为，未来3到5年内所有的假牙生产都会被3D打印取代，而仅仅这个市场就是每年200亿元。成本上，在一些行业里现在已经比较低了。华曙总经理侯培林举例说，上海一家制造假牙的客户，在使用3D打印技术后，工人已从200多人减少到100多人；生产效率上现在可以做到6个小时打印150颗，比以前提升8.5倍；成品率从以前88%左右提升到现在99.7%；单颗牙齿的成本比以往传统工艺降低40%到60%。

　　未来，3D打印将与更多的行业结合，迸发出超乎想象的科技火花，显示出智能制造的无穷魅力。