工作人员在位于西安高新区的铂力特金属增材制造智能工厂项目车间内操作3D打印设备。新华社记者 邵 瑞摄
从航空航天、医疗、模具、汽车制造，到珠宝、艺术创作等领域，日益广泛的应用场景让3D打印技术走进了许多人的工作生活，也为中国制造业高质量发展注入新动能。
成为高端制造利器
(资料图)
2022年10月，国内最大单体混凝土3D打印机首发仪式在三峡大学举行。一台长17米、宽17米、高12米的打印机，开机后架子上可移动大型喷头按墙体走向喷射混凝土进行“打印”，就像制作蛋糕时奶油裱花一样层层叠加，精准快速平整……
“只要有建筑图纸，基于数字建筑设计方法及机器人自控系统，通过混凝土3D打印机就可以打印出理想的房子。”三峡大学水利与环境学院副教授李洋波介绍。
不只是基建领域，在高端制造领域中，3D打印已经得到实际应用。以北京冬奥会为例，开幕式上，“微火”照亮主火炬台的创意令人难忘。“微火”虽微，却不乏科技元素：主火炬的外飘带、内飘带及燃烧系统全部采用3D打印技术制作而成。此外，中国钢架雪车选手脚下的跑鞋鞋钉也由钛合金3D打印而成。
“3D打印是制造业热门技术，应用范围极广，是高端制造的一件‘新利器’。它既可以打印塑料、陶瓷等非金属材料，也可以打印钢铁、铝合金、钛合金、高温合金等金属材料，成形尺寸从微纳米元器件到10米以上大型航空结构件，为制造业转型升级发展提供了巨大契机。”中国工程院院士、西安交通大学教授卢秉恒说。
技术实现弯道超车
从材料到技术手段，3D打印领域已经成为中国技术创新的“新高地”。卢秉恒认为，信息技术日新月异，3D打印技术在计算机控制下，可以打印出多种材料和形状，为工业生产及日常生活带来重大变化。
在金属3D打印领域，中国工程院院士王华明与团队经过多年不懈努力，在技术上实现了弯道超车。2005年6月，在王华明团队的努力下，中国第一个3D打印的钛合金小零件被装上飞机，就此迈出金属3D打印技术标志性的一步。2009年，王华明和他的团队用3D打印技术做出了国产大飞机C919机头钛合金主风挡整体窗框，这个“大家伙”的重量大约20斤，一个成年人可以轻松拿动，中国由此成为率先突破这一技术的国家。
业内人士认为，凭借3D打印技术，中国在飞机、火箭等重大装备的大型复杂关键金属构件制造领域达到世界先进水平。
应用单位表现抢眼
3D打印又被称为增材制造，以数字模型文件为基础，通过将专用的材料进行逐层打印来构造物体。作为前沿领域的尖端技术，3D打印技术获得了许多政策支持。
2022年8月，工信部公布首批增材制造典型应用场景名单，涵盖工业、医疗、建筑、文化等领域的36个典型应用场景。名单中装备技术的提供单位多在各自领域独树一帜，如铂力特在航空航天金属增材制造领域处于龙头地位，汉邦科技推动金属3D打印对传统制造业的变革，南京铖联专注于齿科3D打印……应用单位也均在不同领域起到带头作用，如三大航空、航天集团在3D打印技术应用方面领先，北医三院、唐都医院等在医疗3D打印应用方面备受关注，匹克体育在消费品3D打印领域方面表现抢眼。
3D打印技术人才也成为一项国家认可的新职业。2022年6月，人力资源和社会保障部发布一批新职业信息，涵盖从事增材制造技术、装备、产品研发、设计并指导应用的工程技术人员。
此外，越来越多的中国3D打印机品牌走向海外市场，彰显了中国品牌在全球3D打印市场的自信。
关键词： 中国工程院 金属材料 独树一帜
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