中国工程院院士卢秉恒：3D打印技术价值高 增材制造将和减材、等材三分天下

21世纪经济报道记者 缴翼飞 深圳报道

“未来我们不仅可以在地球上打印，还可以在飞船和太空舱上打印需要的维修零件。随着进一步发展，我们甚至可以把在外太空打印的产品装备发回到地球上，解决地球资源和能源的不足，我相信这个在不久将来是会实现的。” 中国工程院院士、西安交通大学教授，国家增材制造创新中心主任卢秉恒如此预测。

4月2日，“第二届中国产业链创新发展峰会”在深圳举办。卢秉恒在会上表示，3D打印在打造创新链以及提升创新设计的速度方面有重要作用。虽然增材制造发展不到40年的历史，但已经成为一项颠覆性技术。

图：中国工程院院士、西安交通大学教授，国家增材制造创新中心主任卢秉恒

卢秉恒介绍，3D打印技术最初是从非金属材料中的树脂材料起步，近些年来对金属的3D打印技术也出现了非常多的研究，比如用激光、电子束、粒子束来做能源，把金属粉末或金属丝材进行熔化堆积来打印出三维实体。

他特别指出，金属3D打印在机理上和铸造锻压并不相同。铸造锻压是把大块的材料一下子进行成型，而3D打印是一点一点进行累积的，迅速在高能束的驱动下融化，在非常短的时间内进行冷却。目前发展得很快，各种钢材、铝合金、钛合金等材料都可以用3D打印来做。同时，陶瓷材料、复合材料、碳纤维等新材料的增材制造研究也在积极推进。

在卢秉恒看来，3D打印在促进制造业创新方面有诸多好处，比如产品的快速开发、个性化定制、制造模式创新、产品结构创新，推动从增材走向创材，从创材走向创生，形成一系列的科技创新和工业创新。

对于整个3D打印的产业发展状况，卢秉恒指出，据沃勒斯报告统计，全球3D打印的产业发展在2022年达到95.3亿欧元，其中金属增材制造市场规模约为30亿欧元，增长幅度超过20%。其中美国的3D打印装备占33%的全球市场份额，其次是中国占比17%。

“这个市场并不大，但是‘3D打印+’是放大了它在制造业中的直接经济效益，例如主要是用于新产品的开发，在进入新产品领域的一两家、两三家企业就占据市场的85%，所以3D打印的经济效益不是以直接3D打印产品的价值衡量的。” 卢秉恒预测，增材制造将会和减材、等材走向同样的价值，实现“三分天下”，到2027年金属增材设备占复合年增长率将达到26.1%，聚合物增材将以每年12.9%的速度增长。

此外，4D打印乃至5D打印的概念和研究也开始出现。据卢秉恒介绍，4D打印是用智能材料进行打印，打印后随着时间的推移还可以变更打印的形状，例如在温度场的情况下变换形状，这样就给装配带来很大的方便。而5D打印的概念，就是不光是形状随着时间会发生变化，而且功能会发生变化，最突出的是人造器官，随着时间的推移，这些材料在生化环境作用下就可以降解变成人的自身器官，包括人造心脏、人造肝脏。

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