潍坊高新区3D打印技术飞速发展 开启“智能制造”新时代

潍坊3D打印技术中心展示的一副3D打印出来的象棋引人关注 王倩 摄

潍坊3D打印技术中心展示的3D打印产品 王倩 摄

顾客现场体验3D打印技术。

试想一下，如果你家中重要电器的某个部件出了故障，以前常规的选择是买新件换上，现在你完全可以运用3D打印技术，打印出一个新的部件，并根据你个人的喜好，设计出不同的样式，不仅方便时尚，而且划算——眼下这一愿景在潍坊高新区正逐步变为现实。

作为制造业智能化革命的一项重大突破，3D打印在潍坊高新区已进入工业化和实用化的阶段，并广泛应用于企业创新、产品修复、科技服务等多个领域。

从2013年开始，潍坊高新区就将3D打印产业作为战略性新兴产业来培育，在山东省率先建设了3D打印技术创新中心，并与机械科学研究总院、中央美术学院、中科院广州电子技术研究所、中国电子科技集团第十三研究所、工信部电子第五研究所等五个大院大所建立合作联系，为提升潍坊现代制造业基地发展水平注入强劲动力。目前，该中心已对接交流企业60余家，技术服务企业10家，提供服务46批次。

从单一到多元：试制研发、产品修复、医疗仿真3D打印“一打全能”

铸件新产品试制、单件小批量生产方法落后，模具寿命不高，生产效率低，复杂件制造成本过高等问题制约着企业发展，3D打印技术应用成为破局的关键所在。

在即将开展的腾讯全国战略合作伙伴展会上，潍坊高新区蓝创科技作为参展商利用3D打印技术，15天的时间就将设计理念转化成实物。

“像是智能输液设备、智能穿戴设备、智能网关这些都是我们公司近一个月以来研发设计出的项目，如果利用传统模式制作的话，根本不可能在23日展会上展示实物。”蓝创科技项目总监吕志国说。

“对一个新产品来说，时间比什么都重要。而单就智能手表后盖这么小的模具，制作时间也需要近一个月。”吕志国说，过去注塑成型用的模具通常由钢或铝材料，使用减材制造技术，用数控机床或是手工等方法制作，费时费力，而3D打印技术采用逐层打印的方式，直接将想法变成实物。

在专业人士看来，3D打印技术最大的优势，不是提升企业创新的速度，而是可以不断对创新思维进行修正，且成本低廉。“以前做个样件，需要经过开模、铸造等工序，花钱费时间不说，一旦不合格就得重新来一遍。现在只要有三维设计图，随时都能打印出样品实体，并且可以任意更改。”吕志国告诉记者，这款手表后盖设计前后改动过3次，每次制模时间都不超过3个小时，而总花费仅是传统制模的1/15。

模具制作仅仅是3D打印实战应中的一项。“3D打印技术在产品修复领域还有更广阔的发展空间。目前，我们正与天瑞重工开展技术对接，帮助企业降低产品售后服务成本。”潍坊3D打印技术创新中心负责人孙洪田介绍。

山东天瑞重工有限公司作为一家从事凿岩机械研发的高新技术企业，其产品在使用过程中容易遭受损坏，而传统的维修工序步骤繁多，且耗时较长。“像我们这种金属材料部件的修复，完全就可以采用3D打印技术，利用大功率激光束在计算机三维模型控制下，根据分层截面信息进行层层烧结，直接修复受损部位，这与传统工艺对原材料进行减材的制造方法相反，更加节能环保。”天瑞重工董事长李永胜说。

3D打印技术快速修复受损区域、简化维修、缩短工期、降低维护和修理成本，具有显著优势。而这种“修复”手段不仅仅能用在工业领域，也可以用于仿真医学。3D打印可以通过CT扫描，把人体的骨骼、牙齿或是病变部位在计算机里重建，建立CAD模型后，通过3D打印技术打印出来。

从小众到大众：3D打印走入百姓生活

在潍坊高新区3D打印体验中心展示区，摆放着各种各样的3D打印产品。在这些产品中，记者被一尊水晶人像深深吸引。工作人员简单介绍后，记者决定亲自上前体验一把。

站在三维立体相机前，记者有点局促不安，几番调整后才找到最完美的角度。“咔嚓！”一张照片已经通过相机传输到了电脑中，几秒钟过后3D立体成像就显示在了屏幕上。

工作人员在打印设置后，将一块透明的方形水晶放入激光内雕机中。只见内雕机打印头在水晶块上不停“扫射”，水晶块内部目标部位不断出现白色微点，而水晶外部却丝毫无损。这些“小白点”逐渐连成一片，人像开始层层浮现。

据工作人员介绍，这项技术是利用激光的高穿透性，激光束穿过水晶，准确定位在水晶内部的目标部位上，利用激光的高温将目标部位的水晶微粒熔化，形成类似浮雕的效果，却能做到水晶表面没有任何损伤，“打印这样一个人像大约需要五六分钟，最快可以达到每秒4000点，点间距仅为0.05毫米。”

这种水晶人像360度都可观看，配上音乐灯光底座，非常吸引人。有不少家长带着小朋友把生肖刻成水晶杯，也有情侣把婚纱照刻进去的，充满着创意与浪漫色彩。

“3D打印的价格不再贵得离谱，同时打印操作也更为简单。”在孙洪田看来，科技进步使3D打印机更为平民化，让普通老百姓都能买得起、用得上，并衍生出新的行业。

“一台3D打印机从原有的上万元，降低到现在的3000元；从以前一台机器需要两个人抬着走，到现在一个人就能轻松端着走，越来越适用于普通家庭。”潍坊斐石三维科技有限公司总经理孙士农说。目前他们公司生产桌面级3D打印机的低端机型只需2000多元就能买到。

为了让更多居民了解3D打印，斐石三维科技与教育局联合开展3D打印技术进学校活动，让小朋友们利用3D打印桌面机，制作出印着自己名字的钥匙扣、杯子、飞机模型等作品。

“通过3D打印技术，让学生能在课堂里得到最前沿的创意教育体验，将会给广大青少年带来理念、思维上的强烈撞击，更加激发他们研究科学、利用科学、发现科学的热情。”孙士农说。

打造“高新智造”创新力的强劲引擎

潍坊高新区布局3D打印产业，打造集“产、学、研、孵、育、用”于一体的区域性3D打印和先进制造技术科普中心、加工服务中心、研发中心、体验中心。

特别是机械科学研究总院的入驻，使潍坊3D打印技术创新中心成为创新的强大磁场，吸引着众多科技型企业。目前，该中心已注册企业12家，入驻企业8家，在谈项目2个，潍坊三维软件技术有限公司与南京工业大学，潍坊斐石三维科技有限公司与青岛大学等高校就三维义齿扫描软件、3D打印材料研发等领域展开合作，正在逐渐形成3D打印桌面设备生产、材料研发、软件开发、系统集成、三维设计等流程的产业链条。

“3D打印技术将引领一个新的技术浪潮，对于一些个性化很强，一般工艺方法没办法做到的，都可以运用3D技术。”潍坊鼎意设计有限公司总经理李俊峰说。潍坊鼎意设计是由特优峰模具、鸢飞动力等几家企业共同组建，面向社会服务的专业工业设计机构，能够完成车身概念设计、A-class曲面设计、车身逆向工程、车身及车灯结构设计、模具设计工作。

借助潍坊3D打印技术创新中心，潍坊鼎意与高新区的众多企业建立起良好的合作关系，极大地拓宽了企业的市场前景。

不仅如此，潍坊高新区还大力推进3D打印技术产业创新中心和新材料研发中心建设，借助东北大学在新材料科研开发方面的优势，着力突破3D打印材料瓶颈，尽快做大做强3D打印产业，加快推进3D打印技术产业化应用，改造提升传统制造业，打造全区产业发展的新亮点，全力推进高新技术产业发展。

潍坊高新区还组建了“潍坊3D打印暨先进制造产业技术创新战略联盟”，解决3D打印共性技术问题，突破产业制约瓶颈，实现3D打印产业快速发展。目前，联盟成员包括潍柴动力、福田模具、特钢集团、赛迪打印等全市重点3D打印技术研发和应用企业，以及机械科学研究总院、清华大学、东北大学、山东大学等高校与科研机构。

未来3—5年内，该联盟将围绕建设3D打印技术创新中心和3D打印总部基地，加强产学研交流合作，加快3D打印技术产业化、市场化进程，推动“高新智造”更快发展。（王倩）