3D打印技術(shù)影響深遠或?qū)⑼苿俞t(yī)療產(chǎn)品制造業(yè)變革
幻想是人類飛翔的翅膀。21世紀的今天,前輩們的很多科學(xué)幻想已一一實現(xiàn),如機器人手術(shù)、器官移植等。如今,不僅名片可以被打印成3D立體造型,人工器官、植入性器械也可望通過3D打印技術(shù)制造出來。“作為一項具有開創(chuàng)性意義的技術(shù),3D打印技術(shù)將給醫(yī)療行業(yè)帶來深遠的影響。”不久前在北京召開的“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會”上,國內(nèi)外專家這樣表示。
迎接快速發(fā)展期
來自各國3D打印行業(yè)的600位權(quán)威專家和業(yè)內(nèi)人士的參與,使這次大會“含金量”十足。世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟同期成立,并發(fā)表了“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展(北京)宣言”。
作為國內(nèi)最早研發(fā)工業(yè)3D打印技術(shù)的專家,華中科技大學(xué)的史玉升教授對媒體表示,中國制造業(yè)產(chǎn)值居世界首位,要想長期保持優(yōu)勢地位,依靠傳統(tǒng)技術(shù)難以為繼,必須借助3D打印等先進技術(shù)。他還表示,在中國制造業(yè)中,能夠從起步階段就與世界處于同一水平的,3D打印技術(shù)當屬其一。隨著國家啟動一系列科技支撐計劃,國內(nèi)3D打印設(shè)備在可靠性、材料性能和品種等方面,將逐步與國際水平并駕齊驅(qū)。
據(jù)了解,在今年4月出臺的《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)、國家科技支撐計劃制造領(lǐng)域2014年度備選項目征集指南》中,“3D打印關(guān)鍵技術(shù)、裝備研制”入選其中,并將獲得不超過4000萬元的國撥經(jīng)費支持。分析人士指出,這體現(xiàn)了國家層面的重視,國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期。
醫(yī)學(xué)應(yīng)用廣泛
中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、美國Drexel大學(xué)周功耀教授在會上表示,3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用很廣泛,例如用于制造醫(yī)療模型、體外用醫(yī)療器械、個性化和永久植入的組織工程產(chǎn)品、生物高分子材料等。
“在制造細胞培養(yǎng)支架和植入性醫(yī)療器械產(chǎn)品上,3D打印技術(shù)具有一定優(yōu)勢。由于每位患者的身高體重、器官大小都不一樣,而3D打印可以滿足個性化應(yīng)用,這是該技術(shù)被看好的一個方面。”國內(nèi)一家生物醫(yī)學(xué)公司的負責人在大會演講中這樣說。
據(jù)報道,全球首臺商業(yè)化3D生物打印機于2010年由美國、澳大利亞的兩家醫(yī)學(xué)科技公司聯(lián)手推出。與傳統(tǒng)噴墨打印機不同的是,3D生物打印機使用含有活體細胞的“生物墨水”。在打印過程中,它首先采用“生物墨水”打印出一層細胞組織架構(gòu),然后按照3D數(shù)字模型進行疊加“噴涂”,逐漸形成立體的細胞組織架構(gòu),最終獲得所需要的人工器官或組織。國外科學(xué)家采用3D生物打印機已經(jīng)成功制造出能夠接收無線電波的“仿生耳”等。科研人員表示,如果3D打印技術(shù)真的能夠?qū)崿F(xiàn)批量制造人工器官,那么,器官捐贈匱乏的問題將得到解決。
雖然從表面上看,3D打印產(chǎn)業(yè)一片火熱,但是,大眾對3D打印技術(shù)還缺乏深入的了解。亞洲制造業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官、世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍在會上表示,3D打印技術(shù)作為一項前沿性、先導(dǎo)性非常強的新興技術(shù),對傳統(tǒng)制造業(yè)的工藝改造和新材料的廣泛應(yīng)用具有顛覆性的意義和作用,被世界各國所公認,但是,3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化還需要一個漫長的過程。
解詞
3D打印技術(shù)是以計算機三維設(shè)計模型為藍本,通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng),利用激光束、熱熔噴嘴等方式,將金屬粉末、陶瓷粉末、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)、疊加成型,最終制造出實體產(chǎn)品的技術(shù)。
與傳統(tǒng)制造業(yè)通過機械加工方式對原材料進行定型、切削等最終生產(chǎn)出成品的過程不同,3D打印將三維實體變?yōu)槿舾蓚€二維平面,通過對材料處理并逐層疊加進行生產(chǎn)。它不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機床和眾多人力,能夠直接從圖形數(shù)據(jù)生成產(chǎn)品,因此可大大降低制造的復(fù)雜度。
3D打印機與普通打印機的工作原理基本相同,只是打印材料有些不同。3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、細胞等實實在在的原材料。打印機與電腦連接后,在電腦的控制下“打印材料”層層疊加起來,最終將電腦中的藍圖變成實物。通俗地說,3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設(shè)備,比如打印一個機器人、一輛玩具車、各種模型甚至食物等。