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在醫療、建筑、陶瓷等領域深化應用

3D打印,加速融入生產生活(深閱讀)

本報記者 史自強 沈靖然 王 丹
2026年02月01日09:07 | 來源:人民網-《人民日報》
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  位於重慶兩江新區的摩方精密3D打印中心。
  受訪者供圖

  河北“雄安之翼”主樓一層的“膠囊工廠”內,3D打印機在打印外牆板材。
  趙偉彤攝

  微瓷科技(江西)有限公司工作人員向參觀者介紹3D打印產品。
  受訪者供圖

  習近平總書記在中共中央政治局第二十四次集體學習時強調:“培育發展未來產業,對於搶佔科技和產業制高點、把握發展主動權,對於發展新質生產力、建設現代化產業體系,對於提高人民生活品質、促進人的全面發展和社會全面進步,都具有重要意義。”

  3D打印,也稱增材制造,是以數字模型為基礎,將材料逐層堆積制造出實物的新興制造技術,是推動我國新質生產力培育發展的重要力量,也是未來產業發展的新增長點。從醫療器械、建筑材料到陶瓷工藝品,3D打印技術正在各行各業深化應用,加速融入生產生活,為經濟社會發展和民生福祉增色添彩。

  ——編  者  

  

  醫療器械更精密

  “醫生,做牙貼面會不會傷牙?”在北京大學口腔醫院的診室裡,一名患者詢問。醫生孫玉春拿著牙貼面樣品介紹:“這款氧化鋯貼面的厚度隻有80微米,用它修復牙齒,幾乎不用磨牙,能大幅減輕對牙釉質的損傷。”

  這款超薄牙貼面,是如何誕生的?“以前利用傳統機械加工的牙貼面,最薄也有300微米。”重慶摩方精密科技股份有限公司副總裁楊斐介紹,公司正是利用3D打印技術,實現了牙貼面厚度的大幅縮減。

  位於重慶兩江新區的摩方精密生產車間裡,一台台面投影微立體光刻設備安靜運作。紫外光束以2微米精度精准投射在光敏氧化鋯漿料表面,按照牙貼面三維數字模型,將實物逐層堆疊成型。經過20余道工序,通體透光的牙貼面就此誕生。

  研發這款超薄牙貼面,難點在於同時攻克材料、設備和工藝三道難題。“首先是氧化鋯漿料,要保証流動性適合打印,且能在燒結后保持強度﹔其次是3D打印機需實現微米級公差控制﹔還有打造醫療級潔淨生產環境,這更是難點。”楊斐說。

  技術難題,靠產學研協同攻克。2021年,摩方精密與北京大學口腔醫院組建聯合實驗室,共同研發3D打印牙貼面,該項目獲批“十四五”國家重點研發計劃重點專項。

  歷經上千次試驗,研發人員利用面投影微立體光刻設備進行了針對性工藝優化,終於突破了幾方面難題,並獲得了增材制造牙齒貼面氧化鋯漿料三類醫療器械注冊証。“利用該設備,我們終於‘打印’出了過去想做卻做不出來的超薄貼面,實現了少磨甚至不磨牙修復。”北京大學口腔醫院口腔修復科主任劉雲鬆說。

  3D打印制造的醫療器械,前景如何?這還得靠市場驗証。

  重慶兩江新區蓬勃發展的前沿新材料產業集群,為3D打印醫療器械走向市場提供了重要支撐。“目前國內已有百余家口腔醫院和診所引進了這款產品,2025年向國外出口的牙貼面材料也超過萬片。”楊斐說。

  不僅是牙貼面產品。在血栓治療方面,3D打印的螺旋磁性機器人直徑僅2.15毫米,能在血管中自主導航到血栓位置﹔在青光眼治療方面,3D打印的導流器材能極大簡化傳統手術流程……如今,3D打印技術正在醫療領域探索更多可能。

  建筑造型顯創意

  在河北雄安新區容東片區中央主軸的南端,一座名為“雄安之翼”的綜合性文化空間巍然屹立。

  這座文化空間,總建筑面積約2.3萬平方米,設有多功能劇場、報告廳、辦公及商業空間等,未來將用於滿足雄安新區群眾文化及生活需求。主樓兩翼設計有巨型曲面,外形如同白鷺展翅,靈動而優美,表面還設計了復雜的水波紋肌理和色彩漸變。其創意,源自歐陽修《採桑子》中的“一點滄洲白鷺飛”。

  作為國內最大規模的建筑3D打印應用工程之一,“雄安之翼”彰顯了新質生產力的優勢。“採用傳統工藝,難以適配它獨特的造型。”同濟大學建筑設計研究院(集團)有限公司“雄安之翼”項目建筑師趙奕清介紹,“因此,項目採用3D打印構件,搭建雙翼外立面,以實現復雜形態與設計寓意的精准落地。”

  前期,為保障新技術的大規模應用,項目方進行了一輪輪細致深入的論証:討論3D打印技術可行性,通過電腦模擬施工,試制1︰1大樣進行性能測試……如今,在施工現場,可見“雄安之翼”的主體結構已建設完成,工人站在登高車上,將一塊塊打印好的彩色建筑構件安裝在主樓的鋼結構上。

  這些構件,一部分來自“雄安之翼”主樓一層的“膠囊工廠”。在那裡,有一台巨大的機械臂式3D打印機,24小時不間斷工作,產出的構件即可就地使用。

  “這台打印機以改性塑料為主材,打印出的構件均為雙曲面中空結構。”“雄安之翼”項目3D打印技術顧問方——上海一造科技有限公司總工程師孟媛介紹,在上海的公司生產基地,也有多台3D打印機同步工作。項目所需的4000多塊構件,每一塊的大小、彎曲度都獨一無二。

  “值得一提的是,3D打印構件採用的改性塑料,是可回收利用材料,綠色環保。”孟媛表示,作為入選“十四五”國家重點研發計劃示范工程,“雄安之翼”將在今年9月竣工,屆時不僅將在智能建造、綠色建造領域起到示范作用,更將為群眾的文化生活帶來沉甸甸的獲得感。

  陶瓷技藝添活力

  拉坯、利坯、蘸釉、蕩釉……江西景德鎮瓷器素有“過手七十二,方克成器”之說。每一件精美瓷器的誕生,都需要經過繁復細致的工序,要實現全程手工一體化成型,殊為不易。當下,藝術創作追求復雜的內外結構、高精密度與個性化表達,對陶瓷制作提出了更高要求。

  3D打印技術,讓陶瓷設計制作煥發新的生機活力。

  走進微瓷科技(江西)有限公司的智造車間,一台台設備噴頭根據數字指令,將粘結劑精准噴射在鋪平的白色粉末上,層層疊加,一個復雜構件便逐漸成型。另一邊,技術人員從完成打印的粉堆中,輕柔地“挖出”一個完整無損的瓷坯。這便是微瓷科技自主研發的高精度陶瓷粘結噴射增材制造技術。

  “這項技術實現了三大突破。”微瓷科技公司總經理黃萬成說:更精,打印層厚度可降低到0.1毫米﹔更穩,將燒結收縮率控制在1%以內,解決了復雜陶瓷器件燒制過程中易變形的痛點﹔更易量產,不僅能滿足個性化定制,還能實現小批量柔性生產。

  傳統陶瓷產品生產需要開模,起訂量一般在二三百件,而3D打印無需模具即可直接打印。這使得陶瓷設計師能夠以更低成本快速地將創意轉化為實物,開展市場測試,從而提升陶瓷產品開發的靈活性與市場適應性。

  在公司展廳,時尚飾品、國潮玩偶等豐富多樣的3D打印陶瓷產品,展示著“科技+陶瓷”的魅力。“科技賦能,讓陶瓷藝術進一步打開了高附加值空間。”黃萬成說。

  3D打印技術,也拓展了制瓷技藝的學習研究空間。

  微瓷科技公司設有景德鎮陶瓷大學的固定實踐教學與就業基地,還與中央美術學院、中國美術學院等高校合作,開展研學交流活動、聯合創作項目,成為活躍的“產學研”交叉點。

  “我們定期向高校師生開放參觀,舉辦技術講座,還提供打樣服務,用來支持他們研究課題。”黃萬成介紹,這種深度合作,讓未來的陶瓷設計師們能盡早熟悉並運用數字制造工具,助力了奇思妙想的落地,也拓展了陶瓷的應用邊界。

  景德鎮陶瓷大學的學生黃聲權,就是受益者。他設計的陶瓷擴香牌,上層是鏤空設計,內裡結構復雜,如果用傳統工藝制作,模具成本高、耗時長、鏤空效果難以保証。最終,在與微瓷科技公司的合作下,3D打印技術讓這個創意快速實現並走向市場。

  新技術點燃“新窯火”。3D打印,為制瓷這門古老技藝打開了創造性轉化、創新性發展的廣闊空間。

  本期統籌:劉靜文

  《 人民日報 》( 2026年02月01日 04 版)

(責編:方童、付兆颯)

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