还记得成龙拍摄的电影《十二生肖》里的一个镜头吗？成龙盗取兽首时，对十二兽首扫描后，一台机器立即制造出了一个一模一样的赝品，这台神奇的机器就是3D打印机。3D打印技术的应用还有各种不可思议之处：一个外观同油彩笔并无差别的3D打印笔，可以短时间内画出任何立体物；麻省理工大学使用3D打印技术打印出了能够吹出悦耳声音的长笛；世界第一台完全由3D打印技术生产的汽车已经面世……这就是3D打印技术。

    近日，世界3D产业联盟大会在青召开，全球顶级3D打印产业的企业和科研人员把这一尖端产业带到岛城。我市已经有20余家从事3D打印开发技术的企业，他们或是从事着3D打印机的研发、设备的销售，或是推广着各种3D打印产品。围绕着这个充满想象力和未来感的行业，他们坚信：3D打印无所不“打”。

    完美复制堪比“克隆人”

    使用全息相机进行360度的扫描，人体全身的数据输入电脑后生成一个全息影像，再把数据输入3D打印机，两三天后，使用树脂打印出来的另一个“你”就会出现在面前。同样的肤色，缩小版的身材，就像电影中的“克隆人”。这不是科幻片，而是真实生活中的场景。在崂山区一家商场内，一家3D打印照相馆正在提供着这种服务。

    在李沧区书院路小学，五年级的小学生正在操作着一台3D打印机，通过控制电脑软件中的数字模型，这台3D打印机一层一层地将食用蜡制成的原材料打印成一个儿童玩具。这是3D打印进校园活动中的一幕。孩子们使用的3D打印机就是由我市一家企业研发生产的，每台价格不到万元，也是3D打印机中的入门机，被称为桌面级应用机。

    “打印机使用的耗材是食用蜡，杜绝了污染，可以保证整个过程安全。”书院路小学辅导员刘老师告诉记者，这种打印机内的电脑程序是CAD制图软件，小学生可以通过这款制图软件自己学习三维模型的创建。“比如孩子设计出一个小兔子，3D打印机就能打印出小兔子。通过学习，可以让孩子们接触到3D打印的科普知识。”

    精密零部件装上飞机

    “我们合作研发的飞机零部件的3D打印技术已经实现了应用，3D打印出来的零部件也已经应用到了飞机零部件的生产过程中。”林润雄教授告诉记者。由中航科技与青岛前哨精密机械、青岛科技大学合作的金属3D打印在这一领域也已实现了航空制造业的生产制造。

    在该公司位于周口路上的实验室内，记者看到了这神奇的一幕。一台高度约6米，宽度约4米的大型密封3D打印机正在喷制着金属耗材。工作人员将一些灰色粉末装入3D打印机内，3D打印机内的激光喷头开始打印，打印出来的金属粉末已经变成了固体。“大约3到5天的时间，激光打印喷头将打出一个结构精密细致的金属构件，这个金属构件已经可以应用到飞机制造领域。

    一个细胞实现器官移植

    “在3D打印这个行业里，最具有科幻色彩的应该是人体器官的打印了。”在青岛尤尼科技3D打印公司内，记者看到，扫描仪扫描一个颅骨缺失的患者的头骨影像，颅骨缺失部分在计算机内形成一个独立的影像，3D打印机再将这个影像一点一点打印出来。工作人员将一些白色细长的线条接入3D打印机内部，另一端3D打印机的喷头开始打印出白色的固体。这些白色的固体是与人体兼容的高分子材料，也就是可以直接植入患者体内的颅骨部分。

    “3D打印对医疗的颠覆性是巨大的。一名患者要更换自己的肾脏，那么3D打印技术会先提取这名患者的干细胞，通过3D打印技术培育出同患者体内肾脏一样的肾脏，再植入患者的体内，实现肾脏移植。”工作人员告诉记者，以眼角膜为例，500万盲人里现在只有1万人可以实现移植，如果眼角膜实现3D打印，这些患者都将重见光明。

    ■内存 什么是3D打印？ 三维+复制=3D打印

    “3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。如果不考虑成本的因素，3D打印技术可以‘制造’出任何一种现有的东西或是还没有的东西，支撑起人类的想像力。”华中科技大学史玉升教授在高新区培育“青岛3D打印公共技术服务平台”项目，他这样为3D打印定义。

    “3D打印首先应该分开认识，3D代表着三维、立体，打印代表着复制，3D打印技术，打印不仅仅是平面，而是一个立体物。”史玉升教授告诉记者，生活里的物品几乎都是立体的，3D打印技术意味着这些物品都可以被打印出来。这种技术目前应用最多的是人体玩偶或是蜡像的打印，比如扫描一下人的头部，就可以快速制作出一个搭配上各种服饰的卡通玩偶来。

    “最简单的桌面级的3D打印机只要数千元的价格，主要应用在中小学进行3D打印知识的科普。”史玉升告诉记者，最贵的打印机价格高达数千万元，可以用来制作精密金属件，应用到高科技的航空、汽车制造领域。 3D打印如何实现？

    材料+软件+设备=立体打印

    “3D打印技术依靠的生产设备，我们可以理解为类型不同的打印机，这些打印机由不同的喷头组成，使用不同的耗材，再按照软件设定的程序和步骤，打印出我们想要的东西。”青岛科技大学材料学林润雄教授告诉记者，3D打印机内部由不同规格的喷头组成，进行立体打印。比如要打一个简单的玩具，一个喷头会按照电脑设计好的流程进行打印，通过一点点的喷制，最终打印出一个玩具来。“我们把3D打印机使用的原材料，称为耗材，同普通打印机的耗材不同。普通打印机使用的耗材是墨盒里的液体，而3D打印机使用的耗材可以是液体，也可以是金属粉末，还可以是高分子合成材料，还可以是人体细胞。

    3D打印有哪些优势？ 摆脱传统制造业束缚

    “3D打印的一个最突出的优势是可以摆脱传统制造业的束缚。”青岛高新区管委副主任王永健告诉记者，比如人体器官，传统制造业是无法制造的，而3D打印可以实现人体器官的快速培育和复制，同时避免了人体排斥。再比如，传统制造业制造一种产品，首先需要开模，制造出生产这种产品的模具来，再使用模具生产这种产品，但3D打印技术只要输入相应的产品数据，就可以直接打印出来，省去了模具的研发费用，摆脱了模具对制造业的束缚。

    “3D技术可以应用在生物医药、工业制造、文化创意等等非常广泛的领域。同时，3D打印技术是面向设计的技术，这种技术可以让飞机飞得更高，火车跑得更快，可以生产出更个性化的产品。”王永健认为，西方国家认为3D打印技术将引领第三次世界工业革命，但3D技术无法替代传统制造业，它起到的作用是加快一项产品的研发和生产时间。

    青岛3D打印形成产业链 我市已有多个国内顶级科研机构落户 瞄准工业级和生物医学级领域

    目前，我市从事3D打印技术的企业已经有20余家，主要分布在市北区、李沧区、高新区和黄岛区，以高新区为龙头。这些企业的业务范围涵盖了3D打印技术、高分子材料的研发，3D打印机的推广应用，以及3D打印机的制造。一条完整的3D产业链条已经逐渐形成。与此同时，3D打印技术也将给我市人才、科技提升带来巨大机遇。

    青岛构建完整3D产业链

    “目前，青岛在3D打印这个行业有非常多的企业，整个行业链条配备较为完善。”青岛市发改委相关负责人告诉记者，位于周口路上的中航工业青岛科技园增材制造技术中心在3D打印的技术研发、人才培养、产业培育、市场拓展等方面开展工作，以航空关键零部件制造技术为基础，代表着3D打印金属领域里的佼佼者。西安交通大学引进快速制造国家工程研究中心卢秉恒院士团队，先后与胶州市、青岛高新区签约，设立西安交大青岛研究院，打造较为完整的3D打印产业链。由尤尼科技公司和美国Drexel大学教授、机械工程协会周功耀院士联合研发的 “re-human”生物打印机在青岛问世，成为国内首台可以打印人体心脏支架及骨骼材料的3D生物打印机。这些企业代表着3D打印技术的发展方向，承担着3D打印机的研发和制造领域的突破，并让技术真正落地，实现生产。

    此外，以三迪时空网站、青岛瑞阳等企业为代表的公司则瞄准了3D打印产业的推广和销售领域，较为完整的3D产业链条已经基本形成。

    向生物金属制造领域进军

    据青岛市发改委相关负责人介绍，我市已把3D打印作为重要的战略性新兴产业，市发改委正在牵头研究编制3D打印产业发展规划，筹备在高新区和环胶州湾北部区域集中布局3D打印产业发展带，围绕3D打印软件集成、材料开发、关键器件、应用示范等领域开展研发和应用，争取到2020年实现商用3D打印机、打印材料以及3D打印生产服务产业化，培育出若干个居国际同行业前列的品牌企业，产值达到100亿元。“生物医学级3D打印技术的发展可能远远超出我们的预期，3-5年左右，3D打印技术在人体器官打印、细胞打印等方面可能会有重大突破。”市发改委相关负责人介绍说，青岛制造将瞄准未来3D打印最核心的工业级和生物医学级领域。

    ■机遇 3D打印材料是突破口

    “金属材料等具有高附加值的打印材料上，目前国内还没有成熟的生产企业，国内重要的打印材料还只能依赖进口。此外，激光器等3D打印设备的核心部件也基本依赖进口。这在很大程度上限制了国内3D打印的发展。”青岛科技大学的林润雄教授告诉记者，可喜的是,作为突破口目前青岛众多3D打印企业都已把3D打印耗材的研发作为一个重点方向。

    中航科技青岛精密机械研究中心的工作人员同样告诉记者，他们研发的材料已经申请了16项专利。这些高分子材料已经推广到全国多家3D打印企业，成为重要的耗材来源。

    专业复合型人才需求量大

    “3D行业需要的人才非常多，因为它是一种复合学科。如果仅仅是让3D打印机实现打印，那么涉及软件编程、材料学、基础加工、自动化控制等等一系列的专业，这些人才可以保障3D打印技术的实现，但如果具体到打印某个物品，仅仅这些人才是不够的。”青岛科技大学材料学的林教授告诉记者，比如要打印一辆汽车，那么外型设计、零部件标准，又需要更多的人才。3D打印的产业链条建立起来后，对专业复合型人才的需求量会非常大。“这对于青岛的城市竞争力会有一个很大的提升。”林润雄认为，越来越多的3D打印技术方面的人才将被吸引到青岛来，快速提高“青岛制造”的人才厚度和广度。

    个性蛋糕打印出来 与3D打印结缘的崔颖和他的团队从代理走上自主研发之路

    “我们团队跟食品级的3D打印技术较上劲了，我们就想用3D打印技术打印出越来越多的食品。”今年36岁的崔颖和他的团队已经与3D打印结缘4年了，投入了数百万元，依然还在研发路上，而技术上的分歧常常是团队成员之间绕不开的难题。他们把研究的目光瞄准了生日蛋糕，通过打印机把客户想要的蛋糕图案直接打印出来。

    团队瞄准食品级打印机

    “最早我们是代理销售3D打印机的，但后来看好这个项目，决定一起投入进行研发。”崔颖告诉记者，经历了多次挫折，他们已经放弃了工业级打印机的研发。“工业级的打印机对于研发的要求太高，成本太大，不适合我们这种刚起步的民营企业。”崔颖和团队把目光放到了食品级的3D打印机上。“我们已经研究成功可以打印奶油蛋糕的3D打印机了，就等专利审批下来了。”崔颖说，这种打印机可以直接在蛋糕胚子上打印出个性化的图案，实现蛋糕的私人定制。“这种食品级的打印机原料比较好找，省掉了对原料的研发环节。”

    最大分歧是技术难题

    “我们团队成员已经投入了数百万元了，遇到的最大分歧常常是技术方面的。”崔颖告诉记者，比如3D打印机内的一个冷却环节，团队成员常常会提出多个方案，每个方案在投入实验前都要进行反复的讨论，分歧不可避免。“因为一旦敲定方案就要投入资金研发，所以每个人都很慎重。”崔颖说，从事3D打印4年，目前还没有回报，仅仅是能维持成本，保证能够持续走下去。他和团队成员们也曾经犹豫过，是向前还是散伙，但大家还是一致看好这个产业，决定走下去。

    再难也要走下去 尤尼科技公司的总经理王红坚信3D打印之路将越走越好

    在众多从事3D打印行业的企业中，王红创建的尤尼科技是较具代表性的一家，她从美国留学归来后，把2000万元资产全部投入到了3D打印产业中。在生物医疗方面实现突破，争取打印眼角膜和人体器官，是王红一直奋斗的目标。

    租房住也要搞3D打印

    2007年，43岁的王红来到美国求学，接触到了美国先进的打印技术。“在出国留学之前，我就从事打印机行业，但3D打印机我从没听说过。”王红告诉记者，这完全颠覆了她对打印机的认知。2010年，王红回到国内搞起了3D打印机的研发，从零开始培养自己的技术团队，但实际困难远比想象中大。走上3D打印这条路，王红发现自己走上了一条砸钱路。“我2000万元的身家已经砸进去了，连房子也已经卖掉了。”王红告诉记者，早年从事打印机销售让她有一定的积蓄，但研发3D打印的投入让她发现，这些积蓄是杯水车薪。仅仅一个3D打印机的喷头需要5万美金；一次眼角膜细胞基质的培育，1克就需要1万元；科研人员的工资和薪金在产品研发成功前都是未知数。

    坚信3D打印梦会圆

    经过3年的辛苦试验，通过驱动软件的深度研发、代码转换的反复调试 、喷头精度的持续改进，王红和她的团队终于在2012年12月份制成了青岛第一批桌面民用级机器，并推广到青岛的小学校园中。4年过去了，王红带领的团队也取得了一些成绩：桌面级3D打印机走进校园；世界首台彩色打印机研发成功；能够打印骨骼的生物打印机研发成功；眼角膜细胞3D打印培育进入研发阶段；人体蜡像3D打印机研发成功……