南城 6 2026-02-01 14:28:03
位于重庆两江新区的摩方精密3D打印中心。受访者供图
河北“雄安之翼 ”主楼一层的“胶囊工厂”内,3D打印机在打印外墙板材。赵伟彤摄
微瓷科技(江西)有限公司工作人员向参观者介绍3D打印产品 。受访者供图
习近平总书记在中共中央政治局第二十四次集体学习时强调:“培育发展未来产业 ,对于抢占科技和产业制高点 、把握发展主动权,对于发展新质生产力、建设现代化产业体系,对于提高人民生活品质、促进人的全面发展和社会全面进步 ,都具有重要意义。”
3D打印,也称增材制造,是以数字模型为基础,将材料逐层堆积制造出实物的新兴制造技术 ,是推动我国新质生产力培育发展的重要力量,也是未来产业发展的新增长点。从医疗器械 、建筑材料到陶瓷工艺品,3D打印技术正在各行各业深化应用 ,加速融入生产生活,为经济社会发展和民生福祉增色添彩。
——编 者
医疗器械更精密
“医生,做牙贴面会不会伤牙? ”在北京大学口腔医院的诊室里 ,一名患者询问 。医生孙玉春拿着牙贴面样品介绍:“这款氧化锆贴面的厚度只有80微米,用它修复牙齿,几乎不用磨牙 ,能大幅减轻对牙釉质的损伤。”
这款超薄牙贴面,是如何诞生的?“以前利用传统机械加工的牙贴面,最薄也有300微米。”重庆摩方精密科技股份有限公司副总裁杨斐介绍 ,公司正是利用3D打印技术,实现了牙贴面厚度的大幅缩减 。
位于重庆两江新区的摩方精密生产车间里,一台台面投影微立体光刻设备安静运作。紫外光束以2微米精度精准投射在光敏氧化锆浆料表面,按照牙贴面三维数字模型 ,将实物逐层堆叠成型。经过20余道工序,通体透光的牙贴面就此诞生 。
研发这款超薄牙贴面,难点在于同时攻克材料、设备和工艺三道难题。“首先是氧化锆浆料 ,要保证流动性适合打印,且能在烧结后保持强度;其次是3D打印机需实现微米级公差控制;还有打造医疗级洁净生产环境,这更是难点。 ”杨斐说 。
技术难题 ,靠产学研协同攻克。2021年,摩方精密与北京大学口腔医院组建联合实验室,共同研发3D打印牙贴面 ,该项目获批“十四五”国家重点研发计划重点专项。
历经上千次试验,研发人员利用面投影微立体光刻设备进行了针对性工艺优化,终于突破了几方面难题 ,并获得了增材制造牙齿贴面氧化锆浆料三类医疗器械注册证 。“利用该设备,我们终于‘打印’出了过去想做却做不出来的超薄贴面,实现了少磨甚至不磨牙修复。”北京大学口腔医院口腔修复科主任刘云松说。
3D打印制造的医疗器械,前景如何?这还得靠市场验证。
重庆两江新区蓬勃发展的前沿新材料产业集群 ,为3D打印医疗器械走向市场提供了重要支撑 。“目前国内已有百余家口腔医院和诊所引进了这款产品,2025年向国外出口的牙贴面材料也超过万片。 ”杨斐说。
不仅是牙贴面产品 。在血栓治疗方面,3D打印的螺旋磁性机器人直径仅2.15毫米 ,能在血管中自主导航到血栓位置;在青光眼治疗方面,3D打印的导流器材能极大简化传统手术流程……如今,3D打印技术正在医疗领域探索更多可能。
建筑造型显创意
在河北雄安新区容东片区中央主轴的南端 ,一座名为“雄安之翼”的综合性文化空间巍然屹立。
这座文化空间,总建筑面积约2.3万平方米,设有多功能剧场、报告厅、办公及商业空间等 ,未来将用于满足雄安新区群众文化及生活需求 。主楼两翼设计有巨型曲面,外形如同白鹭展翅,灵动而优美 ,表面还设计了复杂的水波纹肌理和色彩渐变。其创意,源自欧阳修《采桑子》中的“一点沧洲白鹭飞”。
作为国内最大规模的建筑3D打印应用工程之一,“雄安之翼 ”彰显了新质生产力的优势 。“采用传统工艺,难以适配它独特的造型。”同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司“雄安之翼”项目建筑师赵奕清介绍 ,“因此,项目采用3D打印构件,搭建双翼外立面 ,以实现复杂形态与设计寓意的精准落地。”
前期,为保障新技术的大规模应用,项目方进行了一轮轮细致深入的论证:讨论3D打印技术可行性 ,通过电脑模拟施工,试制1∶1大样进行性能测试……如今,在施工现场 ,可见“雄安之翼 ”的主体结构已建设完成,工人站在登高车上,将一块块打印好的彩色建筑构件安装在主楼的钢结构上 。
这些构件 ,一部分来自“雄安之翼”主楼一层的“胶囊工厂”。在那里,有一台巨大的机械臂式3D打印机,24小时不间断工作,产出的构件即可就地使用。
“这台打印机以改性塑料为主材 ,打印出的构件均为双曲面中空结构。 ”“雄安之翼”项目3D打印技术顾问方——上海一造科技有限公司总工程师孟媛介绍,在上海的公司生产基地,也有多台3D打印机同步工作 。项目所需的4000多块构件 ,每一块的大小 、弯曲度都独一无二。
“值得一提的是,3D打印构件采用的改性塑料,是可回收利用材料 ,绿色环保。”孟媛表示,作为入选“十四五 ”国家重点研发计划示范工程,“雄安之翼”将在今年9月竣工 ,届时不仅将在智能建造、绿色建造领域起到示范作用,更将为群众的文化生活带来沉甸甸的获得感 。
陶瓷技艺添活力
拉坯、利坯 、蘸釉、荡釉……江西景德镇瓷器素有“过手七十二,方克成器”之说。每一件精美瓷器的诞生 ,都需要经过繁复细致的工序,要实现全程手工一体化成型,殊为不易。当下,艺术创作追求复杂的内外结构、高精密度与个性化表达 ,对陶瓷制作提出了更高要求 。
3D打印技术,让陶瓷设计制作焕发新的生机活力。
走进微瓷科技(江西)有限公司的智造车间,一台台设备喷头根据数字指令 ,将粘结剂精准喷射在铺平的白色粉末上,层层叠加,一个复杂构件便逐渐成型。另一边 ,技术人员从完成打印的粉堆中,轻柔地“挖出 ”一个完整无损的瓷坯 。这便是微瓷科技自主研发的高精度陶瓷粘结喷射增材制造技术。
“这项技术实现了三大突破。”微瓷科技公司总经理黄万成说:更精,打印层厚度可降低到0.1毫米;更稳 ,将烧结收缩率控制在1%以内,解决了复杂陶瓷器件烧制过程中易变形的痛点;更易量产,不仅能满足个性化定制 ,还能实现小批量柔性生产 。
传统陶瓷产品生产需要开模,起订量一般在二三百件,而3D打印无需模具即可直接打印。这使得陶瓷设计师能够以更低成本快速地将创意转化为实物,开展市场测试 ,从而提升陶瓷产品开发的灵活性与市场适应性。
在公司展厅,时尚饰品 、国潮玩偶等丰富多样的3D打印陶瓷产品,展示着“科技+陶瓷”的魅力。“科技赋能 ,让陶瓷艺术进一步打开了高附加值空间 。 ”黄万成说。
3D打印技术,也拓展了制瓷技艺的学习研究空间。
微瓷科技公司设有景德镇陶瓷大学的固定实践教学与就业基地,还与中央美术学院、中国美术学院等高校合作 ,开展研学交流活动、联合创作项目,成为活跃的“产学研”交叉点 。
“我们定期向高校师生开放参观,举办技术讲座 ,还提供打样服务,用来支持他们研究课题。”黄万成介绍,这种深度合作 ,让未来的陶瓷设计师们能尽早熟悉并运用数字制造工具,助力了奇思妙想的落地,也拓展了陶瓷的应用边界。
景德镇陶瓷大学的学生黄声权,就是受益者 。他设计的陶瓷扩香牌 ,上层是镂空设计,内里结构复杂,如果用传统工艺制作 ,模具成本高 、耗时长、镂空效果难以保证。最终,在与微瓷科技公司的合作下,3D打印技术让这个创意快速实现并走向市场。
新技术点燃“新窑火” 。3D打印 ,为制瓷这门古老技艺打开了创造性转化、创新性发展的广阔空间。(本报记者 史自强 沈靖然 王 丹)
本期统筹:刘静文
《人民日报》(2026年02月01日 第 04 版)
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