大型紀(jì)錄片《大國之材》聚焦我國奮斗在新材料行業(yè)一線專家、企業(yè)家、科學(xué)家乃至普通的材料人，以全新的視角講述新時代“一代材料一代裝備一帶產(chǎn)業(yè)”的中國制造故事。該紀(jì)錄片是由尋材問料?攜手新材料在線?傾心打造的中國首部材料行業(yè)科教紀(jì)錄片。通過記錄材料界國之棟梁的人物故事及開拓精神，再現(xiàn)中國新材料行業(yè)從艱難起步到追趕世界先進水平，成就大國之材的背后艱辛歷程。
3D打印技術(shù)已經(jīng)成為世界主要國家搶抓新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革機遇，搶占先進制造業(yè)發(fā)展制高點的競爭焦點之一。近年來，全球3D打印產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新層出不窮，行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和范圍持續(xù)拓展。
然而，盡管3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，但真正實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)仍然有限， 3D打印產(chǎn)業(yè)在萬億規(guī)模的制造業(yè)市場中占比仍然微乎其微，產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2017年全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為73.36億美元，其中中國市場規(guī)模為14.46億美元。
3D打印科研成果如果落地？應(yīng)用市場如何打開？最有可能在哪些領(lǐng)域率先爆發(fā)？
新材料在線?對話西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院特聘教授、長江學(xué)者、機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室主任李滌塵教授，就上述問題展開深入探討。
李滌塵教授在3D打印技術(shù)科研方面有著豐富的實踐經(jīng)驗，先后獲得過國家國家科技進步二等獎和國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。2018年其研究成果“個性化下頜骨重建假體”產(chǎn)品獲得了國內(nèi)首個個性化產(chǎn)品CFDA注冊，成為我國3D打印技術(shù)醫(yī)學(xué)走向產(chǎn)業(yè)化的里程碑。此外，李滌塵教授在生物醫(yī)用3D打印材料成果轉(zhuǎn)化方面也走在了國際前列，其團隊研發(fā)的3D打印peek材料已經(jīng)多次在臨床試驗上取得成功。
以下根據(jù)采訪實錄整理。（Q為新材料在線?，A為李滌塵教授。）
Q：我們觀察到許多高校的3D打印科研成果都選擇了自主轉(zhuǎn)化，您怎么看這一現(xiàn)象？
A : 高校老師面臨很大的一個問題，就是擅長研究，但并不擅長轉(zhuǎn)化。這帶給我們這樣一個挑戰(zhàn)，就是如何實現(xiàn)它？我認(rèn)為高等學(xué)校是不可能不做前沿研究的，高校也沒必要跟企業(yè)競爭，在一定程度上也競爭不過企業(yè)，無論是經(jīng)濟實力還是人力資源，企業(yè)實力要強得多。高校老師的任務(wù)首先是創(chuàng)新，而不是產(chǎn)業(yè)化。
但是現(xiàn)在的形勢是什么？就是創(chuàng)新完了以后沒人來承接產(chǎn)業(yè)化，因為大部分企業(yè)希望通過更低成本的方式去獲取技術(shù)，相比自主研發(fā)，對成熟技術(shù)的買賣和模仿顯然更容易。這也導(dǎo)致了一個問題，大量的重復(fù)競爭，使得價格越來越低，企業(yè)利潤越來越薄，沒有應(yīng)用點，企業(yè)不接受，高校也不轉(zhuǎn)化，那么這個項目就“死”了。所以這就是為什么中國的早期的3D打印都是從高校派生出來 ，基本沒有企業(yè)派生出來一個很重要的原因。
A : 目前制約3D打印技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的因素有哪些？
Q : 我認(rèn)為第一個因素還是市場；做科研可以不講究市場，但是要做產(chǎn)業(yè)，沒有市場，任何事情都做不起來。
3D打印現(xiàn)在面臨一個最大的挑戰(zhàn)，就是到底用在哪？因為大批量生產(chǎn)成本比不過模具， 這是最大的一個約束。所以根據(jù)這些實際情況，現(xiàn)在最大的市場，一個是生物醫(yī)療，一個是航天航空，因為航天航空畢竟算是中小批量，而且它對成本來說并不是非?？燎蟮摹６t(yī)療基本上是個性化制造，它對成本也不會很苛求的。但是如果做汽車行業(yè)，做大批量生產(chǎn)，我估計比較難。產(chǎn)品開發(fā)階段，我想問題不大，但是要實際生產(chǎn)，我覺得是有問題的。
第二個因素是原材料和系統(tǒng)的配置；大家也都知道，3D打印對材料的要求是非常高的，因為不同的材料就會有不同的產(chǎn)品?，F(xiàn)在基本上都是做3D打印設(shè)備的自己去搞材料，實際上很多材料產(chǎn)業(yè)沒有跟它銜接上。
比如說金屬，金屬成型難題很大程度是開裂，像高溫合金開裂，因為用的材料都是過去傳統(tǒng)鑄造的材料，根本沒有按照適應(yīng)瞬態(tài)加熱、瞬態(tài)冷卻這種材料的配比去做，那么性能不可能提升。我們一個很深入的感覺，就是材料如果轉(zhuǎn)變，很多工藝問題都迎刃而解。
我們做光固化成型時，開始用丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂收縮率很大，我們做了大量工藝實驗，就想把它的變形率降下來，沒有成功，但是改用環(huán)氧樹脂，陽離子聚合以后，性能馬上就好了，這是本質(zhì)上的進步。所以材料、工藝和應(yīng)用的結(jié)合，這是走向市場擴大，和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的一個很重要的方向。
A : 目前市場上3D打印材料與設(shè)備綁定的現(xiàn)象非常普遍，是否約束了3D打印材料的發(fā)展？
Q : 你說的這個問題非常關(guān)鍵，這就是市場的運作機制的問題。但是約束這個觀點我不太贊同。
首先，目前存在一個很大的問題是材料廠商認(rèn)為現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模很小，沒有能力和資金去做3D打印專用材料。因此，設(shè)備廠商如果不去開發(fā)材料，就沒有原材料可用?，F(xiàn)在情況有所好轉(zhuǎn)，一些材料廠商已經(jīng)意識到3D打印市場的潛力。
此外，材料和設(shè)備工藝的綁定，的確有封閉的一面，但是也有其存在的合理性，因為材料跟工藝密切相關(guān)。工藝是根據(jù)使用的材料做了大量的實驗形成的，如果脫離原先的材料，還用這個工藝參數(shù)去做，一旦不成功，設(shè)備廠商就可能面臨責(zé)備。實際上并非設(shè)備本身的問題，而是工藝參數(shù)和材料的作用關(guān)系導(dǎo)致。
實際上，我們非常期待搞材料的廠商跟搞工藝的結(jié)合。從國際上來看，諸如3Dsystem公司早期的材料也不是自己做，而是跟其他材料公司結(jié)合去做。
美國早期的3D打印公司與材料廠商之間實際上是有股份綁定的，比如設(shè)備廠商和材料廠商互占股份，這樣材料廠商就會全力以赴的研發(fā)新材料，因為他能從中獲益。
所以，中國很多產(chǎn)業(yè)化問題，實際上不能簡單的說是技術(shù)問題，它更多是市場運行機制和各方利益的價值取向如何綁定的問題。
A: 高校的3D打印科研成果應(yīng)該如何實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地？
Q :實際上我們自己辦企業(yè)也經(jīng)歷了很長時間摸索，我們在1997開發(fā)出當(dāng)時的商業(yè)化光固化成型機并開始產(chǎn)業(yè)化。通過這些年的產(chǎn)業(yè)化摸索，我總結(jié)下來有三個要點：
第一，找到具備競爭力的產(chǎn)業(yè)落腳點；比如說做醫(yī)療， 我當(dāng)時為什么選擇去做醫(yī)療？是因為我們設(shè)備做好后不知道用在哪。我們非常清楚沒有市場的技術(shù)必定會被淘汰。于是我就跑到醫(yī)院去，因為我覺得單件小批量生產(chǎn)最典型的用處就是醫(yī)院，因為醫(yī)院每個患者需求都不一樣，我通過跟醫(yī)生交流，找到了骨的替代需求，因為它有微結(jié)構(gòu)，有外型結(jié)構(gòu)， 3D打印的優(yōu)勢恰好能體現(xiàn)出來。
第二，應(yīng)用必須自己去找；這個應(yīng)用是要腳踏實地到應(yīng)用部門去反復(fù)交流溝通以后，根據(jù)你的技術(shù)特點才能凝煉出來。凝練出來以后，再深入挖掘，市場就一點點做大了。
第三，要尋找最具有創(chuàng)新活力的應(yīng)用端合作伙伴；就醫(yī)療應(yīng)用而言，我們尋找了很多合作伙伴。比如像第四軍醫(yī)大這樣的醫(yī)院，他們醫(yī)生都非常有活力，而且他們學(xué)校文化也鼓勵創(chuàng)新。有了這個前提，他們提出方案，我們提供設(shè)計和產(chǎn)品，嘗試應(yīng)用后取得了成功，路就走通了。
科研成果轉(zhuǎn)化每個環(huán)節(jié)的工作都很重要，而且每個環(huán)節(jié)的這些人都要有活力，我們過去很注重技術(shù)，但實際上我發(fā)現(xiàn)這中間更注重人的創(chuàng)新精神，和他們是否有不斷提升的意識。
