近日，中國3D打印技術產業聯盟顧問、華南理工大學教授楊永強接受媒體采訪時表示，由于3D打印個性化制造的特點，在生物醫療領域的應用前景很廣。但時下社會對3D打印技術的期望太高，3D技術還處于一個初級階段，需要政府、各行各業資金和人力資源的投入，研發很多相關技術，大概5到10年后將是它的輝煌時代。
原理：就像搭積木
記者：能簡單地講下3D打印技術的原理么？用門外漢容易理解的方式。
楊永強：3D打印技術是一種通俗的說法。3D打印專業術語叫做增材制造（Additive Manufacturing），是一種根據三維數據模型累加材料制造實體零件的方法，通常是一層一層的疊加，與其相對應的是去除加工。它是以三維的數據模型為基礎，首先在計算機中設計一個數字化的模型，這個模型是立體的實物，比如一條輪船，然后把這個物體用計算機的特殊軟件分割成很多很小的單元，先做成二維的，把二維的累積在一起就成三維的了。通俗地講，就是我們把原來是立體的東西分割成很多個小單元，3D打印就是把小單元，比如層片材料制造好之后，像搭積木一樣累積起來變成一個立體的、三維的東西。
記者：現在可以打印出多種材質的組合物嗎？比如完整的一輛汽車？
楊永強：多種材料3D打印技術目前還屬于前瞻性前沿技術，還沒有發展到成熟階段。你剛提到的多種材料的3D打印理論上是可以的，現在也有些設備是可以做兩種材料，但是還不能說所有的材料組合都能做，目前還處于技術研發階段。
記者：你是何時開始關注3D打印技術的？
楊永強：我本人之前是從事焊接和激光加工的，在2001年，我在德國弗朗霍夫激光技術研究所做訪問學者，與他們一起研究金屬打印設備原型機。2002年回國以后我們繼續進行金屬打印設備和工藝研究，已經堅持做了10多年研究工作。3D打印技術所涉及的材料很多，不同的材料打印技術差別很大。之前我們是從事焊接技術研究，所以我們的專長是研究金屬零件的打印成型。
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我們開發的3D打印設備的關鍵元器件是從國外進口，但是核心的機械結構、設計、控制、材料是我們自己研發。準確地說我們學校在精密金屬零件3D打印設備和技術有特色，處于國際先進、國內領先水平。
記者：材料是3D打印的瓶頸，國內在材料技術研發方面是什么狀況？未來需要攻克的難題有哪些？
楊永強：材料的確是大規模產業化的一個瓶頸，開發一種3D打印的專用材料需要的成本很高，而之前的市場很小，所以國內的企業一般都不會做這個。現在大家對這個也比較重視，我相信慢慢會有人做起來。
應用：航空航天和醫學領域前景廣
記者：國際上3D打印技術最尖端的應用是在哪個領域？
楊永強：一個是航空航天，一個是生物醫學。國外做到了非常核心的東西，比如非常復雜的發動機核心部件，而國內在航空航天領域還是處于打印毛坯件的水平。
另外，生物醫學方面將來的應用前景更可觀些。國外已有技術可以打印細胞，雖然這個是有預先性的，不是馬上可以做。比如，如果一個人的肝臟損壞了，可以提取這個人的肝臟細胞去培養，然后將細胞分成一個一個的，之后像打印機的噴頭一樣，打印出一個肝臟，在特殊的環境下培養讓其存活，最后將其植入到人體中。
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據說美國已經有人用3D打印技術成功制造了人造膀胱，當然，這項技術離臨床應用還有距離，還處于試驗階段，因為醫學方面的應用還需要許可和批準。
記者：歐美最好的3D技術研究室有哪些？你們和他們之間有合作交流過嗎？
楊永強：在設備方面，技術最好的是企業，像德國的幾家公司如EOS，SLM-Solution，ConceptLaser，還有美國的3D System等。這些是企業，它們有自己的研究室，主導著設備的關鍵技術。至于工藝和應用研究，位于德國亞琛的佛朗霍夫激光技術研究所（ILT）、漢堡的北方激光中心（LZN）以及美國奧斯汀大學有個研究所也在做這個。我們與德國的研究所學術交流比較多，每年佛朗霍夫激光技術研究所的所長Poprawe教授都會來中國做學術交流。
德國在金屬材料方面最強，在其他材料德國EOS公司和美國3D System一直相互競爭。美國在各種材料方面的應用都不錯，美國是根據自己的戰略需求（在做），如在國防和航空航天領域去研發一些東西，所以有些東西不太愿意拿出來跟大家交流。以色列在光固化技術方面比較強，這也是3D打印的一個核心技術。
記者：國內做3D打印技術的主要研究所有哪些？它們的研究側重點有區別嗎？
楊永強：研究3D整體技術的單位目前主要是清華大學、華中科技大學、西安交通大學和華南理工大學。1980年代末清華大學、華中科技大學和西安交通大學就開始做3D技術的研究。清華是做FDM技術，這項技術是將塑料融化后用很細的噴嘴噴出來，做3D打印，但這個精度不高，做零件不行，后來清華在生物醫學方面的3D打印做得不錯。華中科技大學做粉末燒結技術，如塑料、尼龍，把材料燒成粉末后，打印產品，現在華中科技大學在砂型方面做得不錯。西安交通大學樹脂光固化比較好。它們都產業化了，有相應的公司，但規模都不大，前幾年能維持生存就很不錯了。
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記者：目前，政府對3D技術的研究所提供了哪些支持？
楊永強：現在都在講扶持，包括我們學校，也會投資金做平臺建設，像我們省（廣東省）的戰略新興產業重大專項，也把3D打印技術列入重點支持項目。另外，國家科技部、工信部和很多省市的科技部門今年都把3D打印技術作為優先支持對象。
現狀：公眾對3D打印期待值太高
記者：你們研究室主要招收有哪些技術背景的研究員？3D技術的發展需要怎樣的人才？
楊永強：我們研究室主要是以老師和研究生為主，大概有20人。我招收學生的主要研究方向是機械電子工程，還需要軟件和設計方面的人才。現在我們也會招收材料加工方向的學生，我們學校有一個國家人體組織功能重建工程中心和生物系在合作，聯合招收一些學生，應用方面也和醫院的醫學博士生有聯合培養計劃。所以3D打印可以說是一個交叉學科。
記者：你們研究室已經有能應用到市場的研究了嗎？
楊永強：我們正在做應用的工作，我們選擇應用時首先做的是牙科個性化正畸托槽，就是小孩牙齒長得不整齊需要糾正時用的，我們現在打印的托槽不是黏在牙齒外面的，是黏在牙齒的內側。每個人牙齒的內側輪廓不一樣，3D打印技術出來之前都是用鑄造的方法做出標準的產品，比如大中小號去套。3D打印就比較個性化，也可以實現定制化。這個技術是我們的專利技術，目前已經產業化，有人投資，已經做好了產品注冊，正在做臨床推廣的工作。另外，在醫學植入體比如個性化的膝關節的3D打印，我們也聯合醫院——北京大學第三醫院在進行合作研究。
記者：你們的研發成果應用到市場時會出現什么問題？
楊永強：雖然目前國內都覺得3D打印技術是個很好的技術，但是市場開放方面還是受到一定限制，人們覺得很好玩，但工業應用成本昂貴，還需要市場孕育一段時間。還有行業標準需要建立，這也是個國際問題，因為3D打印的產品類型很多，所以標準的建立也很復雜。另外，像剛提到的細胞打印，就可能涉及到倫理學問題。
記者：你覺得3D技術的黃金年代，可能會在何時到來？
楊永強：我覺得大概5到10年。但我有一些擔憂，現在媒體社會把3D打印炒作得過熱，好的方面是大家更加重視這個技術，不好的方面就是對這個技術的期望值太高，3D技術還處于一個初級階段，需要政府、各行各業投入資金和人力資源研發很多關鍵技術。像光伏、LED行業，也一度非常熱，但是一旦過了熱度大家就不關注了。現在3D技術捧得有些虛高，我擔心以后大家反而對其反感。
記者：上一波3D打印技術關注度較高是什么時候？
楊永強：其實3D打印技術已經起伏好幾次了，在2000年的時候，也是個高峰，全國很多地方都建立了生產力促進中心，就是買光固化的設備，當時3D打印是叫作快速成型，被認為是比較前沿的技術，但是后來受到CNC技術（數控加工，是數字化加工的一種，也是去除加工的形式）的競爭，很多快速成型能做的事情，CNC也能做，而快速成型出來的東西在精度和效率方面都是比較低的，所以慢慢工業上就萎縮了，3D打印也要找自己的出路。當然，這10年3D打印技術發展很快，達到可以與鑄造精度相媲美的技術水平了，但與一般的工業應用還是有距離的。不過，在航空航天和醫學方面我覺得是很有前景的。3D打印可以試圖在局部、復雜零件上替代CNC，但目前，跟CNC相比較而言，3D打印技術只是個補充。