2015年国内十大3D打印技术突破大盘点

3D打印技术从出现开始就被赋予了非比寻常的意义，不少业内人士认为，3D打印将颠覆传统制造模式。而美国《时代》周刊已将3D打印产业列为"美国十大增长最快的工业"，英国《经济学人》杂志则认为它将"与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命"。2015年，受德国"工业4.0"等制造大国的挑战，"中国制造2025"强势崛起，3D打印"临危受命"，担负起推动中国智能制造的重任。

　　一路"披荆斩棘"过后，业内人士一致认为，中国3D打印市场前景可期。据权威数据显示，到2016年，中国3D打印机市场规模将扩大到100亿元，是2012年的10倍，中国超越美国成为全球最大的市场。与此同时，国内3D打印技术也逐步实现了从概念到应用的完美蜕变，多项技术跻身世界前列。下面，就随小编一起回顾2015年国内十大3D打印技术突破。

　　一、航天二院25所实现高精密金属3D自主打印

　　作为当前国际先进制造领域炙手可热的焦点，3D打印被认为是一项革命性、颠覆性的新技术，也是国内为数不多的能与国际同步甚至领先的新技术。

　　航天二院25所运用最新引进的3D打印设备，成功打印出某型号铝合金复杂构件，首次在集团内应用激光选区熔化技术，实现高精密金属3D自主打印，标志着25所已掌握面向3D打印的结构设计、工艺和制造全流程的核心技术，完全具备金属3D打印精密结构的研制能力。

　　这一技术突破，为我国高性能航天产品的研制和快速响应研发提供了有力保障。

　　二、利用细菌驱动的微观泵 上海交大3D打印新科技

　　迄今为止，科学家们已经能够在肉眼可见的宏观泵的帮助下驱动粒子运动。不过它们都很笨重，在最小化时并不能很好的工作。然而3D打印技术的突飞猛进，为科学家研究微观尺度带来了极大的帮助。

　　在3D打印技术的帮助下，上海交通大学的张何朋教授带领的团队，通过在一个微观的3D打印结构中嵌入一系列的细菌，他们创造了一个非常小而且具有通用性的微观泵。借助微观世界的居民--能动菌开发出了一种功能性的替代装置。这些细菌的了不起之处不仅在于其所存在的介质，而且它们在运动方面比人造的电机系统更加高效。

　　此次突破的意义在于，不仅解决了微观世界中的一个典型挑战--运动，而且为高效地运输粒子、药物等微观物质打开了大门。

    三、航天科技211厂打造国内首个3D打印钛合金叶轮

　　中国航天科技集团公司211厂采用激光选区熔化成形技术，完成了国内首个钛合金叶轮的生产制造，并顺利通过试验考核，实现了复杂结构件的快速研制。这一技术的突破，验证了"3D打印"金属结构件在超高速旋转条件下应用的技术可行性，为火箭发动机系统的快速研制提供了新的技术途径。

　　四、复旦大学首次将3D打印技术应用于热电材料成型

　　复旦大学材料科学系梁子骐教授与同济大学声子学与热能科学中心周俊研究员合作，带领团队成员首次成功将3D打印技术应用于热电材料成型，同时得到了具有"声子玻璃-电子晶体"特性的非晶热电材料，该成果已发表在材料专业国际著名杂志Small上。

　　五、蓝光英诺发布全球首创3D生物血管打印机

　　生物3D打印向来是3D打印行业的一个重要发展方向，10月25日，蓝光发展旗下全资子公司四川蓝光英诺生物科技股份有限公司宣布，"国家高技术研究发展计划(863计划)"3D生物打印血管项目获得重大突破，具有完全自主知识产权的全球首创3D生物血管打印机问世。

　　这一技术的突破性意义在于，蓝光英诺利用干细胞为核心的3D生物打印技术体系已经完备，包括医疗影像云平台、生物墨汁、3D生物打印机和打印后处理系统四大核心技术体系，器官再造在未来成为可能。

　　六、等离子束3D打印问世 开启增材制造新时代

　　近年来，金属3D打印技术在航空航天、汽车、生物医学等领域得到了一定应用，在工程和科研等领域也占有独特地位。但目前采用的激光3D打印技术由于成本高、打印材料选择局限性、打印效率低等诸多因素，使得金属3D打印产业的应用空间受到了巨大的局限。

　　成都一家企业正在研发一款基于层流电弧等离子体束系统技术的金属3D打印设备，金属3D打印大军有望再添一枚"新鲜"的成员。据介绍，成都真火科技研制出的层流电弧等离子束，可产生稳定、可控的热源，温度可在15000摄氏度至200摄氏度间调节。由于这种等离子束是稳定可控的，非常适合作为3D打印的基础热源。层流电弧等离子束的电使用率可达95%。该等离子束温度可控并稳定，且造价比激光束要低。

　　七、金属3D打印破除发动机设计受加工水平制约

　　金属材料的3D打印技术主要是以金属粉末、颗粒或金属丝为原料，通过CAD模型预分层处理，采用激光束熔化材料、凝固，形成堆积生长的一种金属材料增材制造技术。与传统车床、CNC数控机床等金属加工技术相比，该技术具有无模具自由成型、加工速率快、小批量零件生产成本低、加工复杂异形结构能力强、多种材料任意复合制造等优势，近年来引起了国内外航空航天单位的广泛关注。

北京动力机械研究所成功应用金属3D打印技术实现了部分发动机复杂、关键、重要零部件的试制，突破了"发动机设计受加工水平制约"瓶颈，同时提高了发动机各项性能指标，简化零部件结构。

　　将金属3D打印技术引入航天发动机零部件制造领域，可响应快速制造需求，标志着我国航天发动机制造驶入"快车道"，对提升我国发动机设计与制造能力具有重要意义。

　　八、中国诞生全球最大"巨无霸"3D打印机

　　7月，重庆市相关高校、科研院所联合启动863计划4个主题项目，由重庆大学牵头的"3D打印关键技术与装备研制"所研发的打印设备将有望打印出全球最大的单体零部件。据悉，目前世界上在工业应用中能够打印的零部件单边最大尺寸为25厘米，而此次计划攻克的技术是打印单边尺寸75厘米的零部件。

　　据介绍，该项目的研发将形成具有自主知识产权的成形工艺、装备、软件等关键技术，为3D打印在工业领域中的大规模推广应用提供成套解决方案，以加快我国在高附加值产品领域的创新速度、降低创新成本。据悉，该项目预计将在4年内完成研发。

　　九、中国首次3D打印火箭点火装置测试成功

　　据了解，新一代航天固体火箭发动机的研发设计方案多变、状态繁复，尤其固体火箭发动机点火装置壳体结构复杂，设计要求精准度高，加工成本高，难度大周期长，稍有差错就会造成巨大损失。

　　为解决这一难题，中国航天科工六院41所点火技术研究室科研人员将3D打印技术引入到点火装置壳体研制过程中，前期设计人员对3D打印的主要工艺进行了调研，确定了工艺路线后，加工了上百个打印试样，并进行了多次单项点火试验来考核点火装置壳体性能。

　　5月6日，中国航天科工六院传来喜讯，该院41所将3D打印技术应用于某型号固体火箭发动机点火装置，地面测试获得一次成功，这是我国首次将3D打印技术应用于固体火箭发动机研制领域。

　　十、DNA水凝胶成功用于活细胞3D打印

　　因具有高含水量和类似于细胞外基质的特点，水凝胶是三维组织打印和人工器官制备的首选基材，也因此成为化学、材料和生命医学领域研究的热点。但是，在研发出DNA水凝胶之前，还没有一种水凝胶材料能够同时满足活细胞3D打印所要求的细胞相容性、力学强度、通透性、快速成型等苛刻条件。

　　清华大学化学系刘冬生课题组与英国瓦特大学科研人员合作，将DNA水凝胶材料成功地应用于活细胞的3D打印，而该凝胶材料可以根据需要迅速分解不残留，为将来3D打印器官的活体移植创造了条件。

　　编者语

　　今年来，随着国家领导人多次"站台"，3D打印迎来一系列利好政策，再加上企业的资金支持，国内3D打印的春天来临，3D打印技术上的突破成就毋庸置疑。但纵观全球，我国3D打印仍处于起步阶段，尤其与欧美国家相比，3D打印技术仍与之相差千里。3D打印耗材、打印工艺、打印价格以及知识产权等，这些依旧是我国3D打印尚未逾越的鸿沟。如果说，材料是3D打印的根基，那么技术则是开启3D打印发展大门的金钥匙，谁掌握了技术，谁就掌握了市场。因此，我国3D打印技术虽有成就，但仍需上下求索。