3D打印步入新階段 上市公司試水產(chǎn)業(yè)化

每經(jīng)編輯 每經(jīng)記者 許自然 實(shí)習(xí)記者 黃霞 黃小聰    

每經(jīng)記者 許自然 實(shí)習(xí)記者 黃霞 黃小聰

可以想象嗎？人們所需商品將不再通過制造和物流的環(huán)節(jié)就能到達(dá)手中，只需購(gòu)買所需商品的設(shè)計(jì)，然后通過3D打印獲得。

可以想象嗎？如果誰(shuí)生病了、器官壞了，或許只需用自身的細(xì)胞為“墨水”，通過3D打印制造出一個(gè)新的器官。

可以想象嗎？無論是飛機(jī)，還是其他大型設(shè)備，都可不必用高密度焊接，直接靠3D打印,實(shí)現(xiàn)真正的無縫。

麥肯錫全球研究院最近發(fā)布的一份報(bào)告提到，3D打印將對(duì)全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生顛覆性影響。該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，3D打印會(huì)大幅減少新產(chǎn)品的開發(fā)周期，越來越多的公司將因此更加關(guān)注客戶的反饋，以及真正實(shí)現(xiàn)以客戶為中心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)，同時(shí)3D打印技術(shù)還將減少新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的成本。

據(jù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解，建筑、生物醫(yī)療及航天等是目前3D打印應(yīng)用最熱門的領(lǐng)域，而A股市場(chǎng)中涉足3D打印技術(shù)的上市公司有亞廈股份（002375，收盤價(jià)21.39元）、機(jī)器人（300024，收盤價(jià)39.77）、中航重機(jī)（600765，收盤價(jià)20.86元）、迪康藥業(yè)（600466，收盤價(jià)8.51元）等。

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建筑領(lǐng)域

亞廈股份：我的房子是打印出來的

提及修建房子，人們首先會(huì)想繁忙的建筑工地，以及腳手架上辛勤工作的建筑工人。如今通過3D打印機(jī)建房子的革命已悄悄來臨。

事實(shí)上，我國(guó)很多建筑已經(jīng)用到了3D打印技術(shù)，比如上海大劇院、鳳凰衛(wèi)視大樓、水立方、青奧會(huì)議中心等，如今3D打印建筑正奔跑在產(chǎn)業(yè)化的道路上。

比如，最近亞廈股份旗下的盈創(chuàng)科技打印出了一棟六層樓高的公寓，以及1100平方米的別墅；此后，3D打印建筑成為社會(huì)關(guān)注焦點(diǎn)。而在這之前，盈創(chuàng)科技已在上海張江高科青浦園區(qū)打印出了多套單間樣板房。

帶著對(duì)新事物的好奇，《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者最近實(shí)地走訪了這些打印出的建筑，探究未來居住的奧秘。

已簽多個(gè)項(xiàng)目合作協(xié)議

1月18日，亞廈股份參股子公司盈創(chuàng)建筑科技(上海)有限公司(以下簡(jiǎn)稱盈創(chuàng)科技）在蘇州舉辦了3D打印建筑全球發(fā)布會(huì)，展示利用3D打印技術(shù)建造的二層別墅、五層樓房以及單層或兩層的樣板房，且在會(huì)上和多方簽署了合作協(xié)議。盈創(chuàng)科技與黃山幸福新世界有限公司(以下簡(jiǎn)稱黃山幸福）簽訂《關(guān)于建筑3D打印/新材料合作建廠合作協(xié)議》，為了使盈創(chuàng)科技新材料和新技術(shù)在黃山幸福所研發(fā)的項(xiàng)目上廣泛應(yīng)用,雙方合作建設(shè)集生產(chǎn)、研發(fā)、展示、創(chuàng)意、銷售于一體的“建筑3D打印夢(mèng)工廠”。黃山 “建筑3D打印夢(mèng)工廠”預(yù)計(jì)投資約5.36億元，黃山幸福將在項(xiàng)目公司成立后7日內(nèi)采購(gòu)1.2億元的打印設(shè)備一套。據(jù)公告，項(xiàng)目全部建成后年?duì)I業(yè)額約33億元,實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)約3.5億元。

此外，億利沙材料科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱億利沙材料）也與盈創(chuàng)科技簽署《關(guān)于沙漠夢(mèng)工廠項(xiàng)目合作協(xié)議》，由億利沙材料在中國(guó)沙漠地區(qū)及京津冀地區(qū)建立12個(gè)沙漠夢(mèng)工廠，建設(shè)沙漠夢(mèng)工廠所需12套設(shè)備,總價(jià)3.96億元,由億利沙材料向盈創(chuàng)科技購(gòu)買，而該項(xiàng)目預(yù)計(jì)在24個(gè)月內(nèi)就可完成工廠建設(shè)。

3D打印房屋可節(jié)省人力

據(jù)盈創(chuàng)科技總經(jīng)理鄭建介紹，3D打印機(jī)打印出構(gòu)件，然后再拼裝成建筑。打印建筑的3D打印機(jī)，原理和一般的打印機(jī)一樣，同樣需要根據(jù)電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案來打印，只不過打印建筑的打印機(jī)有一個(gè)巨大的噴口，噴射出的“油墨”呈“Z”字形排列，“油墨”噴出后很快會(huì)凝固，保證了打印機(jī)能連續(xù)打印，最后用鋼筋水泥進(jìn)行二次“打印”灌注。據(jù)了解，除了房屋的鋼筋結(jié)構(gòu)以外，其他部件都可以打印出來。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者查閱盈創(chuàng)科技官網(wǎng)的資料發(fā)現(xiàn)，其所使用的3D技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料凳可黏合材料，通過一層又一層的多層打印方式，來構(gòu)造零部件。通過每一層不同“圖形”的累積，最后形成一個(gè)立體的房子。

此外，盈創(chuàng)科技表示，公司擁有的獨(dú)家專利油墨技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)就地取材，并結(jié)合高標(biāo)號(hào)水泥和纖維來使用。整體來說，公司掌握的技術(shù)可以節(jié)約材料約60%，縮短工期約70%，節(jié)約人工約80%。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，盈創(chuàng)科技3D打印的房子現(xiàn)已給一家建筑公司用于移動(dòng)辦公用房，里面放有辦公設(shè)備并安裝了空調(diào)，其中個(gè)別房間還用來居住。

一位業(yè)內(nèi)人士對(duì) 《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示，一臺(tái)高6.6米、寬10米、長(zhǎng)32米，占地面積相當(dāng)于一個(gè)籃球場(chǎng)的3D打印機(jī)，用于修建房屋可取代至少一半工人，房地產(chǎn)開發(fā)商既可以節(jié)約人工成本，又能打印風(fēng)格各異的建筑。以后一棟樓房的建造或許只需要一兩個(gè)人和一臺(tái)連續(xù)作業(yè)的3D打印機(jī)就能完成。

萬(wàn)科創(chuàng)始人王石也曾表示，3D打印機(jī)確實(shí)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗耆且环N程序化和自動(dòng)化的運(yùn)作。三年之后，萬(wàn)科建研中心出現(xiàn)3D打印機(jī)建的房屋一點(diǎn)兒不奇怪。

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核電領(lǐng)域

南風(fēng)股份布局重型金屬3D打印 產(chǎn)業(yè)化速度加快

對(duì)于傳統(tǒng)制造業(yè)來說，一直以來都存在關(guān)鍵構(gòu)件制造難度大，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求高等難題。近年來，隨著科技的快速發(fā)展，重型金屬3D打印不斷成熟，這一問題將得到解決，這也意味著重型金屬3D打印產(chǎn)業(yè)化之路有望開啟。與此同時(shí)，一些A股上市公司已開始在這一領(lǐng)域進(jìn)行布局。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解到，近年來，在重型金屬3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)上，南風(fēng)股份(300004，前收盤價(jià)48.67元)走在前列。

核電領(lǐng)域運(yùn)用步伐加快

南風(fēng)股份近日發(fā)布公告稱，公司控股子公司南方增材與上海核工程研究設(shè)計(jì)院簽訂了 《核電主蒸汽管道貫穿件模擬件增材制造技術(shù)支持與服務(wù)合同》，南方增材根據(jù)上海核工程研究設(shè)計(jì)院提供的核電主蒸汽管道貫穿件模擬件的相關(guān)要求，進(jìn)行模擬件原材料定型、制造、試驗(yàn)以及鑒定工作。

業(yè)內(nèi)分析指出，這一服務(wù)合同的簽署標(biāo)志著，南方增材自主研發(fā)的重型金屬3D打印技術(shù)，在核電領(lǐng)域的運(yùn)用步伐加快，有望向高端重型金屬構(gòu)件成型制造領(lǐng)域推廣，并啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

南風(fēng)股份表示，重型金屬3D打印技術(shù)由南方增材自主研發(fā)，是一種國(guó)際首創(chuàng)的重型金屬構(gòu)件短流程、綠色、精密、數(shù)字化和增材制造新技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于百萬(wàn)千瓦核電裝備、百萬(wàn)千瓦超臨界和超超臨界火電機(jī)組，以及水電、石化、冶金、船舶等行業(yè)現(xiàn)代重大工業(yè)裝備合金鋼等重型金屬構(gòu)件的制造。

南方增材副董事長(zhǎng)常南還表示，3D打印技術(shù)應(yīng)用于核電工程領(lǐng)域，不僅節(jié)省原材料成本，還可以縮短工期，從而達(dá)到提高能效的目的，目前公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)3D打印輸入材料產(chǎn)品品質(zhì)和性能的掌握，下一階段將開展1比1模擬件的打印及實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證。

南方股份旗下的南方風(fēng)機(jī)研究所還自主研發(fā)了“重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)”。該技術(shù)是采用強(qiáng)電流高效電熱冶金原理使原材料在強(qiáng)拘束條件下熔化和原位冶金精煉。

值得注意的是，公開資料顯示，有別于傳統(tǒng)制造業(yè)金屬關(guān)鍵構(gòu)件制造技術(shù)難度大，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求高等缺點(diǎn)，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)征是直接精確制造。以金屬粉末、絲材為原料，通過高能束熔化沉積“直接生長(zhǎng)”，通過一步從CAD模型完成高性能重大型金屬構(gòu)件的“近終成形”。可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料制備與零件“近凈成形”一體化，其產(chǎn)品構(gòu)件力學(xué)性能優(yōu)異，機(jī)械加工余量小，節(jié)省材料（材料利用率可達(dá)65%~85%以上）。

在上述合同簽約儀式上，上海核工程研究設(shè)計(jì)院副院長(zhǎng)費(fèi)敏表示，此次合作符合國(guó)家鼓勵(lì)自主研發(fā)設(shè)計(jì)，推動(dòng)核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略布局的政策方向。

常南則表示，“此次選擇打印的核電主蒸汽管道貫穿件屬于核二級(jí)產(chǎn)品，接下來我們將基于大量數(shù)據(jù)試驗(yàn)，逐步將3D打印技術(shù)推進(jìn)到更核心的核工業(yè)部件制造。”

已進(jìn)行一系列連續(xù)布局

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解到，近年來，南風(fēng)股份已在重型金屬3D打印技術(shù)上進(jìn)行了一系列連續(xù)布局，產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)走在了前列。

2012年，公司曾公告稱，投資重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，總投資1.7億元，所需資金由公司子公司南方風(fēng)機(jī)研究所自籌。

據(jù)了解，南風(fēng)股份持有南方風(fēng)機(jī)研究所51%股權(quán)，自然人王華明持有31%股權(quán)，王華明是國(guó)內(nèi)激光成型技術(shù)的領(lǐng)軍人物。

此后，公司在成型工藝、質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)取得突破，成功成型制造核電精密坯件樣，已掌握并完成了重型金屬構(gòu)件批量產(chǎn)業(yè)化大型成套裝備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2013年12月，南風(fēng)股份再發(fā)公告稱，公司擬以19.2億元的價(jià)格收購(gòu)特種管件生產(chǎn)商中興裝備。中興裝備的主營(yíng)業(yè)務(wù)為石化、核電、新興化工、煤制油化工等能源工程重要裝置提供特種管件，產(chǎn)品是國(guó)家大型石化及核電工程重要裝置不可缺少的關(guān)鍵部件。

南風(fēng)股份還特別提到，該收購(gòu)可以加快公司重型金屬3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。公司在3D打印技術(shù)研發(fā)中，對(duì)金屬構(gòu)件母材（特種金屬材料）的要求很高。而中興裝備多年來，在特種金屬材料研制上積累了雄厚經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，中興裝備良好的客戶基礎(chǔ)有望加速南風(fēng)股份3D打印技術(shù)的市場(chǎng)拓展進(jìn)程。

2014年，南風(fēng)股份的一系列布局開始顯效。南風(fēng)股份日前公布的2014年業(yè)績(jī)快報(bào)顯示，去年公司營(yíng)收達(dá)到8.18億元，同比增長(zhǎng)100%，凈利潤(rùn)達(dá)1.11億元，同比增141%。

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醫(yī)療領(lǐng)域

迪康藥業(yè)牽手華西醫(yī)院開拓3D生物打印

日前，迪康藥業(yè)一則公告引起了市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。公司打算牽手華西醫(yī)院涉足3D生物打印技術(shù)領(lǐng)域。

3D打印咨詢機(jī)構(gòu)Wohlers2013年曾發(fā)布報(bào)告稱，2012年，3D打印市場(chǎng)年平均增長(zhǎng)率為8.6%，總產(chǎn)值達(dá)22.04億美元，而此后三年的年平均增長(zhǎng)率為27.4%。到2019年，3D打印市場(chǎng)的規(guī)模將達(dá)到60億美元，醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)的份額將占15.1%，預(yù)計(jì)到2025年，該市場(chǎng)的規(guī)模可達(dá)到19億美元。

國(guó)內(nèi)應(yīng)用取得突破/

目前，我國(guó)3D生物打印技術(shù)應(yīng)用也有了突破。

近日，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院宣布，該院心外科課題組將3D打印技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換手術(shù)（TAVI），成功為一位77歲高齡的主動(dòng)脈瓣重度狹窄合并關(guān)閉不全患者實(shí)施了TAVI手術(shù)規(guī)劃與導(dǎo)航，為國(guó)內(nèi)首次。

據(jù)悉，該院心外科副主任醫(yī)師魏來僅耗時(shí)1小時(shí)即順利完成TAVI手術(shù)，患者X線暴露時(shí)間比既往縮短一半，造影劑用量減少1/3，術(shù)中、術(shù)后生命體征非常平穩(wěn)，復(fù)查顯示人工瓣膜定位準(zhǔn)確、工作正常。另?yè)?jù)上述課題組的負(fù)責(zé)人王春生教授介紹，3D打印是近年來國(guó)際上興起的一項(xiàng)革命性新技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，目前已在骨科、牙科等專業(yè)開始臨床使用，但在心臟外科的應(yīng)用剛剛起步，國(guó)外僅有極個(gè)別案例。

據(jù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解，中山醫(yī)院心外科微創(chuàng)團(tuán)隊(duì)自2014年開始探索TAVI手術(shù)融合3D打印技術(shù)的可行性。TAVI手術(shù)與常規(guī)開胸手術(shù)的區(qū)別在于，醫(yī)生無法在手術(shù)中直視心臟全貌，目前通過CT、MRI、心超等檢查都只能查看二維效果，切開心臟觀察其內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)更不可行。難點(diǎn)在于，主刀醫(yī)生術(shù)前需仔細(xì)研究和測(cè)算患者的心臟及主動(dòng)脈影像數(shù)據(jù)，來二次加工重建成立體效果，并據(jù)此在手術(shù)中選擇合適的人工瓣膜型號(hào)、確定DSA球管投照角度、規(guī)劃導(dǎo)管進(jìn)入線路、判斷瓣膜釋放位置，存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

而3D打印技術(shù)可解決以上問題，醫(yī)生只需采集患者高分辨率CT及心超等二維影像，就可打印出栩栩如生的心臟模型，并據(jù)此制定更周密細(xì)致的手術(shù)方案，更可術(shù)前模擬操作，一定程度上規(guī)避手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

華西醫(yī)院骨科主任戴尅戎教授曾介紹稱，目前，3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是無需留在體內(nèi)的醫(yī)療器械，包括醫(yī)療模型、診療器械、康復(fù)輔具、假肢、助聽器、齒科、手術(shù)導(dǎo)板等；二是個(gè)性化永久植入物，比如使用鈦合金、鈷鉻鉬合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料的植入物，通過3D打印骨骼、軟骨、關(guān)節(jié)、牙齒等產(chǎn)品，通過手術(shù)植入人體；三是3D生物打印，即使用含細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的 “生物墨水”，結(jié)合其他材料打印出產(chǎn)品，經(jīng)體外和體內(nèi)培育，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。這一3D生物打印技術(shù)一旦成功，則有望解決全球面臨的移植器官不足的難題。

3D生物打印仍面臨技術(shù)難題/

據(jù)了解，3D生物打印是采用從人體自身收集的生理、病理信息構(gòu)造數(shù)字化模版，應(yīng)用與人體系統(tǒng)相適應(yīng)的材料直接打印出構(gòu)型靈活的個(gè)性化產(chǎn)品。目前該技術(shù)受技術(shù)、材料等因素限制未能推廣，世界各國(guó)都在積極籌劃3D生物打印的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。目前，3D生物打印技術(shù)尚處于起步階段，主要應(yīng)用于顱骨、牙齒、人工耳、器官模型的生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有人耳、骨骼、心臟等器官打印成功的案例，也相應(yīng)取得了臨床試驗(yàn)上的成功，后續(xù)發(fā)展有較大想象空間。

近期，A股上市公司迪康藥業(yè)嗅到了其中商機(jī)，率先參與其中。

迪康藥業(yè)近期所發(fā)公告顯示，公司控股子公司司四川英諾生物科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱英諾生物）擬投資建立3D生物打印產(chǎn)業(yè)化基地，項(xiàng)目首期投資額不超過5000萬(wàn)元。1月15日，英諾生物與四川大學(xué)華西醫(yī)院就項(xiàng)目研發(fā)合作事宜簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，雙方攜手為3D生物打印事業(yè)的發(fā)展實(shí)施戰(zhàn)略合作，由迪康藥業(yè)投入資金啟動(dòng)3D生物打印的產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目；華西醫(yī)院給予迪康藥業(yè)必要的學(xué)術(shù)技術(shù)團(tuán)隊(duì)、空間設(shè)備資源支持，在企業(yè)項(xiàng)目資金的支持下實(shí)施應(yīng)用研發(fā)。雙方將以“再生與重建的3D打印”為主題，分批次逐步遴選、簽約具體的研發(fā)項(xiàng)目，開展以臨床應(yīng)用產(chǎn)品為導(dǎo)向的工程技術(shù)戰(zhàn)略合作。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解到，四川大學(xué)華西醫(yī)院在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)已有成功經(jīng)驗(yàn)。該院骨科脊柱外科專業(yè)劉浩教授團(tuán)隊(duì)采用3D打印技術(shù)，為一名多節(jié)段頸椎間盤突出伴椎管狹窄的患者實(shí)施了頸椎椎板單開門椎管擴(kuò)大成形術(shù)；2014年11月，該院血管外科與四川大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究中心聯(lián)合，利用3D打印技術(shù)完成圍手術(shù)期評(píng)估，成功為一例復(fù)雜瘤頸腹主動(dòng)脈瘤老年患者實(shí)施腹主動(dòng)脈瘤覆膜支架腔內(nèi)修復(fù)術(shù)(EVAR)。

值得注意的是，四川大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究中心康裕健教授，是國(guó)家首批“千人計(jì)劃”國(guó)家特聘專家，在國(guó)際上是將3D打印技術(shù)引入再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域從事3D生物打印技術(shù)研究的領(lǐng)跑者?？翟＝∷I(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行心臟和血管方面的生物打印研究，如果成功，可以模仿實(shí)現(xiàn)心臟的某些功能，可應(yīng)用于醫(yī)療中。

雖然，3D生物打印技術(shù)目前已取得了不錯(cuò)的成果，但是仍存在一些技術(shù)難題待解決。《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解到，3D生物打印在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域存在兩個(gè)尚未突破的難題：一是個(gè)性化的打印機(jī)，能夠在精確度上完全符合人體器官要求的打印機(jī)尚未出現(xiàn)；二是生物材料，即傳統(tǒng)意義上的打印機(jī)“墨汁”還沒有擺脫技術(shù)限制。

康裕健教授也曾表示，即使打印機(jī)和“墨汁”問題都得到了突破，鑒于人體構(gòu)造的復(fù)雜性，如何使打印出的活細(xì)胞保持長(zhǎng)久的活力，如何制造微環(huán)境使其長(zhǎng)久的生長(zhǎng)也是一個(gè)艱巨的難題。目前的研究多停留在“機(jī)械器官”的打印上面，因?yàn)槿鄙偕锊牧?，打印出的器官僅僅是個(gè)模型，不具有人體器官的功能。