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淺析3D打印技術(shù)的發(fā)展前景和對策
摘要:3D打印技術(shù),毋庸置疑,已成為可預見未來的核心技術(shù)革命之一,其發(fā)展之勢如日中天,不可逆轉(zhuǎn)。注目時局,高度重視3D打印技術(shù)的研發(fā)并穩(wěn)步推進其試點運行將成為積極應對3D打印技術(shù)浪潮襲來的應有之態(tài)度及舉措。
關(guān)鍵詞:3D打印技術(shù),發(fā)展前景,態(tài)度對策
引 言
眾所周知,第一次工業(yè)革命和第二次工業(yè)革命分別以蒸汽機的發(fā)明和電氣化的使用為標志,以其強大的生產(chǎn)力解放為基礎,深刻地改變了西方資本主義國家甚至整個世界的面貌,有力地推動了世界現(xiàn)代化的歷史進程。顯而易見,科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力,更是當今世界格局下各國綜合國力比較的核心指標之一,可以說,最新最前沿的科學技術(shù)的掌握和最早應用推廣,將是未來國家間競爭的重要體現(xiàn)和地位分水嶺。那么,當下最值得關(guān)心注目的科學技術(shù)是什么呢?毫無爭議,3D打印技術(shù)將占一重要席位且有愈演愈烈之勢。
一、3D打印技術(shù)的扼要介紹
3D打印技術(shù)目前最為引人注目的當推3D打印機,鑒于此,本文將把3D打印機作為其技術(shù)典型來探討。3D打印機誕生于20 世紀80 年代中期,是由美國科學家最早發(fā)明的。3D打印機是指利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)出真實三維物體的一種設備,其基本原理是利用特殊的耗材( 膠水、樹脂或粉末等)按照由電腦預先設計好的三維立體模型,通過黏結(jié)劑的沉積將每層粉末黏結(jié)成型,最終打印出3D實體。3D打印過程可分為兩步,首先在需要成型的區(qū)域噴灑特殊的膠水,然后均勻噴灑粉末,粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié),沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài),重復這一過程直到實體模型被“打印”成型。由于其分層加工的過程與噴墨打印機十分相似,所以被稱為“打印機”。[1]
二、3D打印技術(shù)的發(fā)展前景
正如著名的《經(jīng)濟學人》最近描述了3D打印技術(shù)的前景——這是一種新型的生產(chǎn)方式,能夠促成第三次工業(yè)革命。根據(jù)研究3D打印機的前賢報告,可以從以下四個方面來一窺其勢。未來5-10年,隨著技術(shù)的不斷進步及市場需求的擴大,3D打印機將呈現(xiàn)四個方面的發(fā)展趨勢:(一)3D打印速度和效率將不斷提升。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用,打印速度和效率有望獲得更大提升;(二)3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發(fā)展,智能材料、納米材料、新型聚合材料、合成生物材料等將成為3D打印材料;(三)3D打印機價格大幅下降。一些較小規(guī)模的3D 打印機制造商已經(jīng)開始推出一萬美元以下的3D打印機。隨著技術(shù)進步及推廣應用,3D打印機的價格有望大幅下降。(四)3D打印機應用領(lǐng)域更加廣泛。3D打印機誕生后,早期主要用于航空航天、機械、醫(yī)療、建筑等行業(yè)的模型制作。隨著其進一步走向成熟,3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預計,在不久的將來,從鞋、眼鏡到廚房用具、汽車等各種產(chǎn)品都可以用3D打印機生產(chǎn)出來。[2]
三、3D打印技術(shù)的革命意義
3D打印技術(shù)的發(fā)展前景如此之廣闊,發(fā)展勢頭如此之強勁,那么其對現(xiàn)有的生產(chǎn)關(guān)系及模式有何影響呢?據(jù)社會科學家研究推測,3D 打印機的推廣應用具有重要的革命性意義,主要體現(xiàn)在以下三個方面:(一)制造工藝的深刻變革。3D 打印的特點在于通過逐層堆積材料進行加工,而不是通過去除多余材料進行加工。因此,這項工藝也被稱作“堆積制造”或“添加制造”。這改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產(chǎn)的加工模式,節(jié)省了材料和加工時間,帶來了制造工藝的深刻變革。(二)制造技術(shù)的重大飛躍。3D 打印技術(shù)是一種新興的高科技技術(shù),綜合應用了CAD/CAM 技術(shù)、激光技術(shù)、光化學以及材料科學等諸多方面的技術(shù)和知識,3D 打印技術(shù)的不斷成熟將推動包括新材料技術(shù)、智能制造技術(shù)和堆積制造技術(shù)實現(xiàn)大的飛躍。(三)制造模式的一次“革命”。3D打印作為一種新的加工工藝,將改變第二次工業(yè)革命產(chǎn)生的以裝配生產(chǎn)線為代表的大規(guī)模生產(chǎn)方式,使產(chǎn)品生產(chǎn)向個性化、定制化轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)生產(chǎn)方式的根本變革。3D 打印機的推廣應用將減少產(chǎn)品推向市場的時間,產(chǎn)品用戶只要簡單下載設計圖在數(shù)小時內(nèi)通過3D 打印將產(chǎn)品“打印”出來,從而不需要大規(guī)模生產(chǎn)線,不需要庫存大量的零部件,不需要大量的工人。[3]
四、3D打印技術(shù)的態(tài)度對策
3D打印技術(shù)發(fā)展前景看好,對社會大生產(chǎn)領(lǐng)域又將帶來革命性的意義,那么作為孜孜追求實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國應當仁不讓、毫不猶豫地接過這根技術(shù)革命接力棒并奮而追之。古語有云:“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”誠然,3D打印技術(shù)已成世界技術(shù)革新之潮流,不可逆轉(zhuǎn),但首先還是得摸清它對我國是實質(zhì)性影響,方能更有效地科學判斷并理性制策。談到影響,固然就得一分為二,即積極影響和負面作用。3D打印技術(shù)對我國之積極影響首先表現(xiàn)在為我國制造技術(shù)的趕超帶來機遇。3D打印技術(shù)作為一項新興技術(shù),與其他成熟技術(shù)相比,無論在技術(shù)創(chuàng)新還是應用上,我國與發(fā)達國家之間的差距相對較小,可以在較短時間內(nèi)縮短差距。其次體現(xiàn)為推動制造業(yè)服務化,加快制造業(yè)升級。3D打印的推廣應用將帶動包括3D設計服務、信息服務等生產(chǎn)性服務業(yè)的發(fā)展,給我國制造業(yè)升級帶來新機遇。
其負面作用更是不容小覷,應認真分析對待。正如前述,3D打印機的技術(shù)特性決定了其不需要大規(guī)模生產(chǎn)線,不需要庫存大量的零部件和工人勞動力。所以首當其沖的便是對我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)可能帶來巨大沖擊。3D打印這一生產(chǎn)模式改變了過去大規(guī)模生產(chǎn)線的制造模式,所需工人將大幅減少,使得勞動力成本在生產(chǎn)成本中的比重降低,我國勞動力成本比較優(yōu)勢將進一步被削弱,這對當前以勞動密集型為主的我國制造業(yè)將帶來較大沖擊。另一方面則是可能進一步拉大與發(fā)達國家的差距。美歐等發(fā)達工業(yè)化國家在3D打印機行業(yè)處于領(lǐng)先地位,其產(chǎn)品在全球3D打印機行業(yè)占有絕大多數(shù)市場份額。我國雖然于20世紀90年代開始推進3D打印機的研發(fā),但還主要停留在設計和樣機開發(fā),尚沒有一款具有國際水平的3D打印機推向市場。如果不加快推進3D打印機的研發(fā)及推廣應用,我國與發(fā)達國家的差距將進一步加大。
簡要探討了3D打印技術(shù)對我國的影響,那么應以何姿態(tài)去面對并處理好這些客觀問題呢?筆者認為,為加快推進3D打印機的快速發(fā)展,我國應主要從三個方面著力推進:其一,應高度重視3D打印技術(shù)發(fā)展。我國應該高度重視3D打印技術(shù)可能帶來的制造業(yè)革命,深入分析全球3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢,研究建立3D打印機的基礎理論和技術(shù)體系,制定符合我國國情的3D打印機中長期發(fā)展戰(zhàn)略。其二,加大對3D打印機研發(fā)。建議將3D打印機納入《智能制造裝備發(fā)展專項》,加大研發(fā)投入力度,突破關(guān)鍵核心技術(shù)與工藝。加強與發(fā)達國家的技術(shù)合作,研究建立以現(xiàn)有的幾家科研機構(gòu)為主體,同類主要企業(yè)為載體的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,加強產(chǎn)學研的溝通與交流,盡快將商用打印機推向市場。其三,加快3D打印機的推廣應用和試點示范。選擇高端汽車零部件、醫(yī)療等重點行業(yè)領(lǐng)域進行推廣應用和試點示范,積極探索和積累3D打印機的運營和管理經(jīng)驗。[4]
綜上所述,3D打印技術(shù)是方興未艾的在可預見未來的核心技術(shù)革命之一,在全世界社會大生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)勢必將引發(fā)深刻的革命性意義,我國應高瞻遠矚,及時果斷地把握好時代氣息,積極有效地應對好3D打印技術(shù)并使之為實現(xiàn)中國夢和中華民族的偉大復興而服務。
參 考 文 獻
[1] 劉欣靈,《3D打印機及其工作原理》,《網(wǎng)絡與信息》,2012年8月版
[2] 潘巍,《3D打印機:進入主流指日可待》,《微電腦世界》,2012年12月版
[3] 湯敏,《3D打印機將極大沖擊中國市場》,《上海企業(yè)》,2013年1月10
[4] 同上
現(xiàn) 代 科 學 技 術(shù) 課 程 論 文
學院:馬克思主義學院
專業(yè):中國近現(xiàn)代史基本問題研究
姓名:徐文滔
學號:12121842109