粵港澳3D打印產業創新中心實驗室
在遠離地球的外太空，宇宙飛船的關鍵零部件突然發生故障，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，郵輪或將沉入海底……
若干年后，這些問題都將迎刃而解。隨著3D打印技術的迅猛發展，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，在危急關頭，挽救生命，改寫歷史。——這不是天方夜譚。作為制造業領域的重大技術革命，3D打印已經廣泛應用到航空、航天等軍事領域和大型復雜構件的一次成型制造中，傳統制造技術與新材料完美結合。
數據顯示，2017年，中國3D打印領域相關企業已超過500家，產業規模已達100億元，增速約25%﹔而在廣東，3D打印從概念到產業，短短幾年已成燎原之勢，涉及3D打印業務的企業超過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
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，這是國內有關3D打印級別較高的盛會之一。在這次大會上，中國增材制造產業聯盟副秘書長左世全發布了《中國增材制造產業發展報告(2018)》。
左世全提到，近年來，中國3D打印產業規模在持續擴張，2017年達到了100億元，增速約25%﹔創新產品層出不窮，一些專用材料、工藝裝備、關鍵零部件、軟件系統等新產品實現量產，包括增材制造軟件系統都取得突破。
“而從產業整體布局來看，目前已經形成了幾個相對比較集中的區域，像北京、湖北、浙江、廣東、山西等，形成了產業集聚地和產業集聚區，呈現出了多方開花的發展態勢。”左世全說，中國3D打印產業已基本形成以環渤海、長三角、珠三角為核心，以中西部部分地區為紐帶的產業空間發展格局。
廣東是3D打印的“重鎮”。目前，廣東涉及3D打印業務上下游的企業超過400家，是國內數量最多的省份。廣州、深圳、珠海、佛山、中山、東莞，各有側重，遍地開花。其中，今年初，廣州市3D打印產業園榮獲2017年“國家級科技企業孵化器”，成為全國唯一一家以3D打印產業為載體的國家級孵化器，目前廣州市3D打印產業園在孵企業55家。
這與廣東擁有3D打印最大的應用市場關系密切，作為傳統制造業大省，廣東正在轉型升級，這對3D打印行業來講是最好的機遇。中國3D打印技術產業聯盟執行理事長羅軍一再這樣說，他希望國內3D打印企業和廣大用戶企業看清3D打印新的發展趨勢、新的方向，把握新的機遇。
應用：從輔助手術到維護“大國重器”
7月20日，折磨小林10多年的“左前臂短縮內翻畸形”病症在數字化技術的精密設計下完成了手術。他是中國人民解放軍廣州總醫院骨科主任醫師丁煥文利用數字化技術操刀的第753個病人。
小林說，6歲時他因患內生軟骨瘤導致左臂尺骨停止發育，而左臂橈骨正常生長造成前臂內翻、短縮畸形。丁煥文利用數字化的術前准備和3D技術助力的推演，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。
術后第三天，小林辦理了出院手續。3D打印技術提高了骨科手術精准性，縮短手術時間，患者恢復也快。這得益於中國人民解放軍廣州總醫院骨科在國內率先開展計算機輔助組織工程研究，率先建立了數字化宏觀精准骨科手術新方法，在數字化技術和3D打印技術醫學應用領域研究居領先水平。
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。他們都是先天性心臟病患者，廣東省人民醫院庄健院長團隊根據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前的診斷、制定手術方案、模擬手術及手術進行導航，最終成功手術。
“3D打印技術介入先天性心臟病手術對患者及醫院都是一個雙贏的局面，最直接的優點就是縮短手術時間，減少因為體外循環導致的並發症風險﹔降低患者費用，打印了3D模型增加的費用小於因沒有模型導致的時間成本和並發症發生的治療藥物成本。”庄建教授說。
如果說，上述案例還只是3D打印技術在醫學上的貢獻，那麼在佛山，在中南機械與中國船舶重工集團有限公司的合作項目裡，中南機械提供了自主研發的金屬3D打印機，並與之共同開展3D打印機制造船用關重件的材料及控制系統研究。
中南機械曾造出“雪龍號”科考船以及國產大飛機等“大國重器”零部件。在浩渺無際的太平洋，萬噸遠洋巨輪艙室裡一個關鍵零件發生故障需盡快更換。早已准備的金屬3D打印機隻需調取零件的相關建模數據，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。這很快就可變為現實。
難點：
關鍵技術和人才培養亟待突破
不過，3D打印產業發展缺乏頂層設計，創新力和研發力還比較薄弱，關鍵技術滯后、關鍵裝備與核心器件嚴重依賴進口的問題依然較為突出。華南協同創新研究院副院長、3D打印材料創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打印產業整體規模處於國內領先水平，但就3D打印產業鏈整體而言，與國外相比發展尚顯滯后，系統集成、核心部件關鍵技術、專用材料開發等方面與國外相比還有較大差距，在政策引導、產業規模擴大、標准體系建立、關鍵技術突破和專業人才培養等方面都亟待突破。
“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用材料等專用材料的制備技術。”鄭華德說。中國科學院深圳先進技術研究院醫工所轉化醫學研究與發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打印技術發展的一個瓶頸之一。”
珠海天威集團曾獲得中國首張“3D打印CQC標志認証”証書，今年6月29日，由天威參與起草的中國首部《3D打印標准化白皮書》發布，為3D打印行業發展提供了指南。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打印的專業人才不夠。”
賀良梅說，“此外，3D打印新技術應用的推進太少，還有很多企業還未能了解到3D打印新技術可以給制造帶來的優勢以及應用的場景，造成目前市場規模小。另一方面，3D打印的材料局限性大，投身材料研發的企業太少。我們希望政府可以加大對3D打印產業的政策支持，幫助產業更快更好地發展。”
珠海：
“耗材之都”已初步
形成完整產業鏈
珠海是“世界打印耗材之都”，“打印耗材80%來自中國，其中80%的產品都是珠海制造。”珠海再生時代文化傳播有限公司副總李昌恆曾經這樣告訴媒體記者。發展3D打印技術，珠海優勢明顯。
今年6月28日，由珠海保稅區管理委員會與天威集團共同打造的“粵港澳3D打印產業創新中心”正式落戶珠海保稅區。它是珠海市首個由產業型企業牽頭、與政府聯合共建的專業3D打印產業孵化機構，致力於孵化和培育3D打印及產業鏈上下游創業項目，打造粵港澳大灣區3D打印產業創新示范點。
在天威集團董事長賀良梅看來，珠海3D打印產業已形成了良好的生態圈，目前，珠海已初步形成了涵蓋軟件、產品設計、材料、關鍵器件、裝備、應用、服務的完整產業鏈，並在產業鏈的關鍵環節集聚了一批技術先進的企業。
其中，天威已形成涵蓋桌面級到高精度工業級的全系列3D打印機的完整產品矩陣，擁有3D打印專利224件﹔西通電子2016年3D打印機銷量超3萬台，佔全球桌面打印機世界份額的10%﹔賽納科技自主研發出了國內唯一的彩色多材料3D打印機﹔三綠實業則依靠3D打印筆佔據了全球細分市場的半壁江山。
珠海打印耗材龍頭企業是賽納科技，目前，其研發重心已開始由消費級轉向工業級，研發重心鎖定在了醫療應用市場。如今，3D打印解剖模型已成為現實，打印出來的模型再與3D成像、3D建模相互補充，共同協助完成術前規劃。
佛山：
打造全省最大3D打印服務基地
3D打印在佛山創新制造、智能制造戰略中不可或缺。佛山乃至珠三角有龐大的傳統制造業基礎，正是3D打印發展的豐富土壤。南海經濟以民營經濟為主、中小企業為主、制造業為主，有接近7000億元的制造業規模，市場巨大。
6月16日，以提供“批量化定制服務”為核心的廣東(大瀝)3D打印協同創新平台在佛山大瀝正式對外開放。創新平台可每年為廣東2萬多家中小制造業企業提供從設計端到應用端的服務，加速制造業轉型升級。
中國3D打印技術產業聯盟創始人兼執行理事長羅軍認為，3D打印作為一項全新的制造技術，在及時制造、復雜制造、個性化制造、特殊環境下制造、任意制造等方面具有自身獨特優勢。這些優勢是傳統制造業無法比擬的，它必將在未來制造領域爆發巨大的生命力。而3D打印所衍生的設計、軟件、材料、數字制造等新的產業鏈，正在逐步優化傳統制造，構建一個全新的制造生態。
羅軍表示，廣東是一個傳統制造業大省，在粵港澳大灣區戰略中，廣東要大力推動以3D打印、機器人、人工智能等新興技術的創新和創新平台建設為突破口，吸引國際頂尖的科學家團隊，打造東方硅谷。而借助廣東(大瀝)3D打印協同創新平台，佛山將吸引全球3D打印上下游優勢資源，打造3D打印產業發展集聚區。
東莞：
在模具產業應用上走在全國前列
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、新一代互聯網、3D打印等戰略性新興產業發展”。那時，國內刮起了3D打印風，作為制造業名城的東莞，很多制造業主還只是“聽過，但不知道這項技術具體是怎樣的”。
從在政府工作報告出現“3D打印”，僅半年時間，3D打印技術在東莞已站到了產業化的起跑點上。東莞3D打印技術產業化呈井噴之勢，3D打印技術開始對接“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，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家企業涉足3D打印行業的研發、裝備制造、材料生產、掃描、檢測、網絡平台、應用服務培訓和產業園區等領域，在模具產業應用上走在全國前端。
目前，東莞擁有首個3D打印技術平台所依托的橫瀝模具創新中心、中科院東莞雲計算中心、東莞市3D打印技術重點實驗室以及東莞理工學院與盧秉恆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，已初步建立起一條從技術研發到材料生產及產業應用的上下游完整產業鏈。
灣區廣角
培養本土人才
對大灣區至關重要
粵港澳大灣區民營經濟活躍，“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制造，需求和場景在不斷改變。這是大灣區3D打印快速發展的原因。但同時，快速發展也讓這裡的3D打印選擇了“短平快”、門檻低的產品。這既是當地產業的特點，也留下了一些問題要克服。
3D打印是以技術驅動的產業，技術轉化最重要的是“人”。大灣區對外來的技術非常需要，要以開放的態度，吸引全國、全球的人才來這裡“再創業”。大灣區的3D打印產業想要能夠“造血”，讓研究和實現技術的人來創業是最直接有效的。
同時，大灣區需要針對關鍵技術、部件和共性技術，建設能夠落地的研究院，來保障產業發展的后勁。其定位要獨立、自主，能獨立於企業，能從技術發展的角度自主設立課題，能抓住技術轉移、轉化的中間環節。
以德國弗朗霍夫協會的機制為例，其負責人由高校教授擔任，能保持跟蹤、創造最前沿的技術。其經費由聯邦政府和當地政府支持一部分，不是每一分經費都靠競爭獲得，保障了平台的自主權。此外，40%的研究人員是高校學生，不但降低了機構的運行成本，而且充當了技術的載體，這些經驗值得大灣區借鑒。
大灣區3D打印
應有頂層設計
在全球新一輪科技革命與中國傳統產業轉型升級的浪潮中，粵港澳大灣區的區域定位應重點突出“國際科技創新”，著力構建國際化的、高端研發人才集聚的、前沿性的科技創新中心。
3D打印作為一項先進制造技術，正在快速改變我們的生產方式和生活方式，並將在新一輪工業革命中扮演重要的角色和定位。珠三角地區擁有兩三百家3D打印企業，門類齊全，但整體還處於“小而散”的發展狀態，缺乏核心技術、核心研發人才，缺乏龍頭企業的引領和帶動。
粵港澳大灣區要做全球3D打印創新中心，首先應有頂層設計，要搶佔全球制高點。具體來說，一是要深化國際合作，加強與國際頂尖科研機構合作，在粵港澳大灣區規劃建設3D打印研究院(聯合實驗室)﹔二是要營造科技創新創業氛圍，引進國際頂尖的研發人才﹔三是從應用入手，搭建高水平的3D打印應用服務平台，促進3D打印與傳統產業結合﹔四是布局3D打印高端人才培養基地﹔五是定期不定期地舉辦世界性的3D打印行業交流盛會、行業比賽等活動。
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