3D打印多地形成產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，粵港澳大灣區(qū)更顯燎原之勢

在遠離地球的外太空，宇宙飛船的關(guān)鍵零部件突然發(fā)生故障，必須馬上更換，而飛船中沒有這一零部件的備份;在浩渺無際的太平洋，巨型郵輪也面臨著同樣的困境，如果無法及時更換核心部件，郵輪或?qū)⒊寥牒５住��?br />

全球首只“3D打印醒獅”

若干年后，這些問題都將迎刃而解。隨著3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展，終有一天，無論是宇宙飛船還是巨型郵輪，需要的核心零部件或都可以通過計算機直接打印出來，在危急關(guān)頭，挽救生命，改寫歷史�！�—這不是天方夜譚。作為制造業(yè)領(lǐng)域的重大技術(shù)革命，3D打印已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造中，傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料完美結(jié)合。

清華大學(xué)機械工程系教授、博導(dǎo)林峰

數(shù)據(jù)顯示，2017年，中國3D打印領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)已超過500家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達100億元，增速約25%;而在廣東，3D打印從概念到產(chǎn)業(yè)，短短幾年已成燎原之勢，涉及3D打印業(yè)務(wù)的企業(yè)超過400家，成為全球不可或缺的重要組成部分。

廣州：全國唯一3D打印國家級孵化器

粵港澳3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心展廳

剛剛過去的7月下旬，2018中國增材制造(3D打印)大會在杭州舉行，這是國內(nèi)有關(guān)3D打印級別較高的盛會之一。在這次大會上，中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書長左世全發(fā)布了《中國增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2018)》。

左世全提到，近年來，中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模在持續(xù)擴張，2017年達到了100億元，增速約25%;創(chuàng)新產(chǎn)品層出不窮，一些專用材料、工藝裝備、關(guān)鍵零部件、軟件系統(tǒng)等新產(chǎn)品實現(xiàn)量產(chǎn)，包括增材制造軟件系統(tǒng)都取得突破。

“而從產(chǎn)業(yè)整體布局來看，目前已經(jīng)形成了幾個相對比較集中的區(qū)域，像北京、湖北、浙江、廣東、陜西，江蘇，安徽等，形成了產(chǎn)業(yè)集聚地和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，呈現(xiàn)出了多方開花的發(fā)展態(tài)勢�！弊笫廊�說，中國3D打印產(chǎn)業(yè)已基本形成以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心，以中西部部分地區(qū)為紐帶的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局。

廣東是3D打印的“重鎮(zhèn)”。目前，廣東涉及3D打印業(yè)務(wù)上下游的企業(yè)超過400家，是國內(nèi)數(shù)量最多的省份。廣州、深圳、珠海、佛山、中山、東莞，各有側(cè)重，遍地開花。其中，今年初，廣州市3D打印產(chǎn)業(yè)園榮獲2017年“國家級科技企業(yè)孵化器”，成為全國唯一一家以3D打印產(chǎn)業(yè)為載體的國家級孵化器，目前廣州市3D打印產(chǎn)業(yè)園在孵企業(yè)55家。

這與廣東擁有3D打印最大的應(yīng)用市場關(guān)系密切，作為傳統(tǒng)制造業(yè)大省，廣東正在轉(zhuǎn)型升級，這對3D打印行業(yè)來講是最好的機遇。中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長羅軍一再這樣說，他希望國內(nèi)3D打印企業(yè)和廣大用戶企業(yè)看清3D打印新的發(fā)展趨勢、新的方向，把握新的機遇。

應(yīng)用：從輔助手術(shù)到維護“大國重器”
7月20日，折磨小林10多年的“左前臂短縮內(nèi)翻畸形”病癥在數(shù)字化技術(shù)的精密設(shè)計下完成了手術(shù)。他是中國人民解放軍廣州總醫(yī)院骨科主任醫(yī)師丁煥文利用數(shù)字化技術(shù)操刀的第753個病人。

小林說，6歲時他因患內(nèi)生軟骨瘤導(dǎo)致左臂尺骨停止發(fā)育，而左臂橈骨正常生長造成前臂內(nèi)翻、短縮畸形。丁煥文利用數(shù)字化的術(shù)前準備和3D技術(shù)助力的推演，先進行尺骨延長解決尺橈骨長度不匹配的問題，然后再進行尺橈骨同時延長解決前臂短縮問題，最終讓患者雙臂力線、長度完全一致。

術(shù)后第三天，小林辦理了出院手續(xù)。3D打印技術(shù)提高了骨科手術(shù)精準性，縮短手術(shù)時間，患者恢復(fù)也快。這得益于中國人民解放軍廣州總醫(yī)院骨科在國內(nèi)率先開展計算機輔助組織工程研究，率先建立了數(shù)字化宏觀精準骨科手術(shù)新方法，在數(shù)字化技術(shù)和3D打印技術(shù)醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域研究居領(lǐng)先水平。

與小林相比，在珠海2歲的男童小明和4歲男童小張更要感謝3D打印技術(shù)。他們都是先天性心臟病患者，廣東省人民醫(yī)院莊健院長團隊根據(jù)珠海賽納打印科技股份有限公司3D打印機打印的模型進行術(shù)前的診斷、制定手術(shù)方案、模擬手術(shù)及手術(shù)進行導(dǎo)航，最終成功手術(shù)。

“3D打印技術(shù)介入先天性心臟病手術(shù)對患者及醫(yī)院都是一個雙贏的局面，最直接的優(yōu)點就是縮短手術(shù)時間，減少因為體外循環(huán)導(dǎo)致的并發(fā)癥風險;降低患者費用，打印了3D模型增加的費用小于因沒有模型導(dǎo)致的時間成本和并發(fā)癥發(fā)生的治療藥物成本�！鼻f建教授說。

如果說，上述案例還只是3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的貢獻，那么在佛山，在中南機械與中國船舶重工集團有限公司的合作項目里，中南機械提供了自主研發(fā)的金屬3D打印機，并與之共同開展3D打印機制造船用關(guān)重件的材料及控制系統(tǒng)研究。

中南機械曾造出“雪龍?zhí)枴笨瓶即�以及國產(chǎn)大飛機等“大國重器”零部件。在浩渺無際的太平洋，萬噸遠洋巨輪艙室里一個關(guān)鍵零件發(fā)生故障需盡快更換。早已準備的金屬3D打印機只需調(diào)取零件的相關(guān)建模數(shù)據(jù)，便可快速把新零件制造出來，零件更換再無需回到陸地進行。這很快就可變?yōu)楝F(xiàn)實。

難點：關(guān)鍵技術(shù)和人才培養(yǎng)亟待突破
不過，3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏頂層設(shè)計，創(chuàng)新力和研發(fā)力還比較薄弱，關(guān)鍵技術(shù)滯后、關(guān)鍵裝備與核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。華南協(xié)同創(chuàng)新研究院副院長、3D打印材料創(chuàng)新中心負責人鄭華德從事3D打印研究多年，對此深有體會。

鄭華德表示，廣東省3D打印產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，但就3D打印產(chǎn)業(yè)鏈整體而言，與國外相比發(fā)展尚顯滯后，系統(tǒng)集成、核心部件關(guān)鍵技術(shù)、專用材料開發(fā)等方面與國外相比還有較大差距，在政策引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大、標準體系建立、關(guān)鍵技術(shù)突破和專業(yè)人才培養(yǎng)等方面都亟待突破。

“材料是3D打印的瓶頸，目前重點方向之一是突破一批3D打印用高分子材料、高性能合金材料、陶瓷材料尤其是生物醫(yī)用材料等專用材料的制備技術(shù)�！编嵢A德說。中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)工所轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心秦嶺教授團隊王新巒副研究員同樣認為，“3D打印材料也是3D打印技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸之一�！�

珠海天威集團曾獲得中國首張“3D打印CQC標志認證”證書，今年6月29日，由天威參與起草的中國首部《3D打印標準化白皮書》發(fā)布，為3D打印行業(yè)發(fā)展提供了指南。談到目前3D打印的瓶頸，天威集團董事長賀良梅表示，“首先的問題還是3D打印的專業(yè)人才不夠�！�

賀良梅說，“此外，3D打印新技術(shù)應(yīng)用的推進太少，還有很多企業(yè)還未能了解到3D打印新技術(shù)可以給制造帶來的優(yōu)勢以及應(yīng)用的場景，造成目前市場規(guī)模小。另一方面，3D打印的材料局限性大，投身材料研發(fā)的企業(yè)太少。我們希望政府可以加大對3D打印產(chǎn)業(yè)的政策支持，幫助產(chǎn)業(yè)更快更好地發(fā)展�！�

珠海：“耗材之都”已初步形成完整產(chǎn)業(yè)鏈
珠海是“世界打印耗材之都”，“打印耗材80%來自中國，其中80%的產(chǎn)品都是珠海制造�！敝楹Ｔ偕鷷r代文化傳播有限公司副總李昌恒曾經(jīng)這樣告訴媒體記者。發(fā)展3D打印技術(shù)，珠海優(yōu)勢明顯。

今年6月28日，由珠海保稅區(qū)管理委員會與天威集團共同打造的“粵港澳3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”正式落戶珠海保稅區(qū)。它是珠海市首個由產(chǎn)業(yè)型企業(yè)牽頭、與政府聯(lián)合共建的專業(yè)3D打印產(chǎn)業(yè)孵化機構(gòu)，致力于孵化和培育3D打印及產(chǎn)業(yè)鏈上下游創(chuàng)業(yè)項目，打造粵港澳大灣區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范點。

在天威集團董事長賀良梅看來，珠海3D打印產(chǎn)業(yè)已形成了良好的生態(tài)圈，目前，珠海已初步形成了涵蓋軟件、產(chǎn)品設(shè)計、材料、關(guān)鍵器件、裝備、應(yīng)用、服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，并在產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)集聚了一批技術(shù)先進的企業(yè)。

其中，天威已形成涵蓋桌面級到高精度工業(yè)級的全系列3D打印機的完整產(chǎn)品矩陣，擁有3D打印專利224件;西通電子2016年3D打印機銷量超3萬臺，占全球桌面打印機世界份額的10%;賽納科技自主研發(fā)出了國內(nèi)唯一的彩色多材料3D打印機;三綠實業(yè)則依靠3D打印筆占據(jù)了全球細分市場的半壁江山。

珠海打印耗材龍頭企業(yè)是賽納科技，目前，其研發(fā)重心已開始由消費級轉(zhuǎn)向工業(yè)級，研發(fā)重心鎖定在了醫(yī)療應(yīng)用市場。如今，3D打印解剖模型已成為現(xiàn)實，打印出來的模型再與3D成像、3D建模相互補充，共同協(xié)助完成術(shù)前規(guī)劃。

佛山：打造全省最大3D打印服務(wù)基地
3D打印在佛山創(chuàng)新制造、智能制造戰(zhàn)略中不可或缺。佛山乃至珠三角有龐大的傳統(tǒng)制造業(yè)基礎(chǔ)，正是3D打印發(fā)展的豐富土壤。南海經(jīng)濟以民營經(jīng)濟為主、中小企業(yè)為主、制造業(yè)為主，有接近7000億元的制造業(yè)規(guī)模，市場巨大。

6月16日，以提供“批量化定制服務(wù)”為核心的廣東(大瀝)3D打印協(xié)同創(chuàng)新平臺在佛山大瀝正式對外開放。創(chuàng)新平臺可每年為廣東2萬多家中小制造業(yè)企業(yè)提供從設(shè)計端到應(yīng)用端的服務(wù)，加速制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟創(chuàng)始人兼執(zhí)行理事長羅軍認為，3D打印作為一項全新的制造技術(shù)，在及時制造、復(fù)雜制造、個性化制造、特殊環(huán)境下制造、任意制造等方面具有自身獨特優(yōu)勢。這些優(yōu)勢是傳統(tǒng)制造業(yè)無法比擬的，它必將在未來制造領(lǐng)域爆發(fā)巨大的生命力。而3D打印所衍生的設(shè)計、軟件、材料、數(shù)字制造等新的產(chǎn)業(yè)鏈，正在逐步優(yōu)化傳統(tǒng)制造，構(gòu)建一個全新的制造生態(tài)。

中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長、廣東蘭灣智能科技董事長羅軍

羅軍表示，廣東是一個傳統(tǒng)制造業(yè)大省，在粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略中，廣東要大力推動以3D打印、機器人、人工智能等新興技術(shù)的創(chuàng)新和創(chuàng)新平臺建設(shè)為突破口，吸引國際頂尖的科學(xué)家團隊，打造東方硅谷。而借助廣東(大瀝)3D打印協(xié)同創(chuàng)新平臺，佛山將吸引全球3D打印上下游優(yōu)勢資源，打造3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū)。

東莞：在模具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上走在全國前列
2013年，3D打印首次寫進東莞的政府工作報告，“扶持高端電子、生物技術(shù)、新一代互聯(lián)網(wǎng)、3D打印等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。那時，國內(nèi)刮起了3D打印風，作為制造業(yè)名城的東莞，很多制造業(yè)主還只是“聽過，但不知道這項技術(shù)具體是怎樣的”。

從在政府工作報告出現(xiàn)“3D打印”，僅半年時間，3D打印技術(shù)在東莞已站到了產(chǎn)業(yè)化的起跑點上。東莞3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化呈井噴之勢，3D打印技術(shù)開始對接“東莞制造”。在2014中國(東莞)國際科技合作周上，3D打印主題館內(nèi)，燈光照射下，紅色高跟鞋閃耀著亮眼的光芒。打印這雙鞋子的廣東銀禧科技有限公司工作人員介紹，打印這雙高跟鞋要5~6小時，晚上睡個覺起床就能拿到這雙心儀的鞋子，這給東莞人帶來了最為直觀的沖擊。

而到了2015年，目前東莞已有超過100家企業(yè)涉足3D打印行業(yè)的研發(fā)、裝備制造、材料生產(chǎn)、掃描、檢測、網(wǎng)絡(luò)平臺、應(yīng)用服務(wù)培訓(xùn)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)等領(lǐng)域，在模具產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上走在全國前端。

目前，東莞擁有首個3D打印技術(shù)平臺所依托的橫瀝模具創(chuàng)新中心、中科院東莞云計算中心、東莞市3D打印技術(shù)重點實驗室以及東莞理工學(xué)院與盧秉恒院士團隊共建的東莞增材制造與智能制造研究院等科研機構(gòu)，已初步建立起一條從技術(shù)研發(fā)到材料生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的上下游完整產(chǎn)業(yè)鏈。

灣區(qū)廣角：培養(yǎng)本土人才對大灣區(qū)至關(guān)重要
粵港澳大灣區(qū)民營經(jīng)濟活躍，“大家都想做事情”的氛圍很適合3D打印。因為3D打印是小批量定制式的生產(chǎn)制造，需求和場景在不斷改變。這是大灣區(qū)3D打印快速發(fā)展的原因。但同時，快速發(fā)展也讓這里的3D打印選擇了“短平快”、門檻低的產(chǎn)品。這既是當?shù)禺a(chǎn)業(yè)的特點，也留下了一些問題要克服。

3D打印是以技術(shù)驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)轉(zhuǎn)化最重要的是“人”。大灣區(qū)對外來的技術(shù)非常需要，要以開放的態(tài)度，吸引全國、全球的人才來這里“再創(chuàng)業(yè)”。大灣區(qū)的3D打印產(chǎn)業(yè)想要能夠“造血”，讓研究和實現(xiàn)技術(shù)的人來創(chuàng)業(yè)是最直接有效的。

同時，大灣區(qū)需要針對關(guān)鍵技術(shù)、部件和共性技術(shù)，建設(shè)能夠落地的研究院，來保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展的后勁。其定位要獨立、自主，能獨立于企業(yè)，能從技術(shù)發(fā)展的角度自主設(shè)立課題，能抓住技術(shù)轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié)。

以德國弗朗霍夫協(xié)會的機制為例，其負責人由高校教授擔任，能保持跟蹤、創(chuàng)造最前沿的技術(shù)。其經(jīng)費由聯(lián)邦政府和當?shù)卣�府支持一部分，不是每一分�?jīng)費都靠競爭獲得，保障了平臺的自主權(quán)。此外，40%的研究人員是高校學(xué)生，不但降低了機構(gòu)的運行成本，而且充當了技術(shù)的載體，這些經(jīng)驗值得大灣區(qū)借鑒。

大灣區(qū)3D打印應(yīng)有頂層設(shè)計
在全球新一輪科技革命與中國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的浪潮中，粵港澳大灣區(qū)的區(qū)域定位應(yīng)重點突出“國際科技創(chuàng)新”，著力構(gòu)建國際化的、高端研發(fā)人才集聚的、前沿性的科技創(chuàng)新中心。

粵港澳3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心實驗室

3D打印作為一項先進制造技術(shù)，正在快速改變我們的生產(chǎn)方式和生活方式，并將在新一輪工業(yè)革命中扮演重要的角色和定位。珠三角地區(qū)擁有兩三百家3D打印企業(yè)，門類齊全，但整體還處于“小而散”的發(fā)展狀態(tài)，缺乏核心技術(shù)、核心研發(fā)人才，缺乏龍頭企業(yè)的引領(lǐng)和帶動。

粵港澳大灣區(qū)要做全球3D打印創(chuàng)新中心，首先應(yīng)有頂層設(shè)計，要搶占全球制高點。具體來說，一是要深化國際合作，加強與國際頂尖科研機構(gòu)合作，在粵港澳大灣區(qū)規(guī)劃建設(shè)3D打印研究院(聯(lián)合實驗室);二是要營造科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍，引進國際頂尖的研發(fā)人才;三是從應(yīng)用入手，搭建高水平的3D打印應(yīng)用服務(wù)平臺，促進3D打印與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合;四是布局3D打印高端人才培養(yǎng)基地;五是定期不定期地舉辦世界性的3D打印行業(yè)交流盛會、行業(yè)比賽等活動。

來源：廣州日報