3D打印潜力巨大助力仪器新品研发

　　3D打印又称为三围打印，快速成形技术的一种，是运用粉末状的金属或者是塑料等可黏合的材料，通过一层又一层的多层打印方式构造零对象，模具的制造工业设计用于建造模型，现在正在发展成为一种产品的制造，形成直接数字化的制造。理论上，只要电脑可以设计出的造型，3D打印机都可以打印出来。

　　3D打印由来及发展

　　“3D”打印并不是一个新概念。1995年MIT创造了“3D打印”这个名词，随后3D打印便开始在实验室萌芽。逐渐地，3D技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业，被应用在更广泛的领域。

　　真正的3D打印发源于军方的“快速成型”技术，是一种由CAD(计算机辅助设计)通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。

　　“快速成型首先是将实际物体的3D数据沿某一坐标轴进行分层处理，也就是将3D物体进行虚拟化切片，得到无数个二维界面，由此形成每层截面的二维截面数据。”郭峤介绍，“之后，再按照特定成形方法和技术每次只加工一个截面，这一过程反复进行，直到所有的截面加工完生成实体原型。”

　　3D打印潜力巨大 可降低商品成本

　　从短期也就是近几年来看，3D打印的桌面式设备已经成熟，在立体模型、儿童玩具、建筑设计行业已经实际应用。此类低精度产品的打印设备价格低廉，甚至普通创业者也可以购买，原材料价格较几年前也大幅下降，因此市场需求正在高速增长，生产此类低端打印设备的企业有望直接受益。

　　从中期看，高精度配件通过3D打印设备制造将是非常有潜力的市场。例如运载火箭上某些零部件，需求量少，精度要求高，用传统的模具制造方法生产成本高，而通过 3D打印技术则可大大节约成本。另外，如果高精度3D打印设备价格像低端设备那样出现大幅下降，那么应用于工业设备的量化生产将更具吸引力，其无需模具制造、人工管理，没有半成品过程，将大大降低商品成本。

　　从更远的角度看，3D打印设备在医疗、文化艺术品等多个行业都会迎来更广泛的应用，其未来确实有可能引发一次“工业革命”，影响力在某种程度上甚至可以超过“物联网”概念。

　　3D打印助力仪器行业前期研发

　　据报道3D打印技术应用已经渗入到生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业，那究竟3D打印技术会给仪器制造带来哪些好处?它是否会“颠覆”目前的仪器制造模式?目前，国内仪器厂商是否已经使用了该项技术?

　　多年从事仪器研发工作的中科院大连化物所关亚风研究员告诉笔者，其课题组2011年就从美国购买了一台3D打印机，主要用于零配件及仪器外壳的制作。谈及3D打印机所带来的好处，关亚风表示，“有了3D打印机，我现在可以很快地把想法变成现实，一个零配件模块最多只需24小时就能够完成制作，研发周期大大加快。另外，做仪器研发，有些零配件因为量小很难找到加工工厂，利用3D打印机就可以解决此方面的问题。”

　　不过，关亚风也表示，“目前，3D打印机用于批量生产还不太现实，成本太高，打印机本身价格就较高，中端大概10万美元，高端20万美元，而原材料也全部需要进口，以一个仪器普通零配件为例，如果传统模加工成本是100元，而3D打印机的成本则是3000元。3D打印机在仪器行业主要还是应用于仪器研发及制作样机阶段。”

　　笔者还采访了国内多家仪器制造商，了解到目前各厂商都未使用到3D打印技术。上海光谱仪器有限公司总经理陈建钢表示，“对于3D打印技术有关注，在上海光谱获批的重大仪器专项研制项目中，公司计划购买一台3D打印机，不过也还处于前期了解和调研阶段。”对于该技术的普及，他认为，3D打印技术也只能用于前期研发，并且目前仪器厂家对于3D打印机和原材料价格还不能接受。