（圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)）

3D打印，又稱增材制造，是通過(guò)逐層堆疊材料來(lái)構(gòu)建三維物體的革命性技術(shù)，在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，3D打印技術(shù)作為一場(chǎng)革命性的制造變革，正以前所未有的速度重塑著眾多行業(yè)的面貌。從早期局限于原型制造，到如今廣泛滲透至航空航天、醫(yī)療、汽車、建筑和消費(fèi)電子等核心領(lǐng)域，3D打印憑借其直接生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件、個(gè)性化醫(yī)療器械、定制化消費(fèi)品乃至房屋建筑的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為推動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵力量。

近日，廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院吳德志教授團(tuán)隊(duì)在3D打印技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要突破——在國(guó)際上首創(chuàng)"激光原位誘導(dǎo)直寫打印"技術(shù)，將熱固性材料三維柔性器件的固化時(shí)間從傳統(tǒng)工藝的48小時(shí)壓縮至0.25秒，提速達(dá)5萬(wàn)倍，一舉攻克該領(lǐng)域成型慢、步驟繁、性能難調(diào)控的核心痛點(diǎn)。目前，相關(guān)研究成果已登頂國(guó)際頂級(jí)期刊《Nature Electronics》。

傳統(tǒng)熱固性材料3D打印面臨固化周期長(zhǎng)、需額外支撐、后處理繁瑣等瓶頸，嚴(yán)重制約了其在柔性電子、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。吳德志團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，將激光與3D打印射流耦合，通過(guò)激光原位照射微尺度射流產(chǎn)生局部光熱效應(yīng)，在毫秒級(jí)內(nèi)將材料溫度提升至150~300℃，誘導(dǎo)熱固性墨水瞬間交聯(lián)固化。

這一創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了從“逐層等待”到“邊打邊固”的范式轉(zhuǎn)變：傳統(tǒng)模板法需48小時(shí)固化，現(xiàn)有3D打印技術(shù)亦受限于緩慢的自下而上固化過(guò)程，而新技術(shù)的0.25秒固化速度將效率提升5個(gè)數(shù)量級(jí)。如此顛覆性進(jìn)展，不僅為柔性電子、生物醫(yī)療支架等亟需三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)增材制造的領(lǐng)域提供了全新技術(shù)路徑，更有望推動(dòng)熱固性材料3D打印從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，加速智能軟體機(jī)器人、器官芯片等前沿科技的實(shí)用化進(jìn)程。

我國(guó)初步構(gòu)成一線三環(huán)的產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局

我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)已初步形成了以環(huán)渤海地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)為核心，中西部地區(qū)為紐帶的一線三環(huán)產(chǎn)業(yè)空間發(fā)展格局 。陜西、湖北、湖南等省份是我國(guó)3D打印技術(shù)中心和產(chǎn)業(yè)化重鎮(zhèn)，集聚了一批龍頭企業(yè)。環(huán)渤海地區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)形成以北京為核心，多地協(xié)同發(fā)展，各具特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局;長(zhǎng)江三角洲地區(qū)具備良好經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)、區(qū)位條件和較強(qiáng)的工業(yè)基礎(chǔ)，已初步形成了包括3D打印設(shè)備研究開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用服務(wù)及相關(guān)配套設(shè)備的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈;珠三角地區(qū)，3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展側(cè)重于應(yīng)用服務(wù)，主要分布在廣州、深圳、珠海和東莞等地，因此3D打印行業(yè)區(qū)域性特征較為顯著。

3D打印行業(yè)上市公司業(yè)務(wù)業(yè)績(jī)對(duì)比

產(chǎn)業(yè)集中度方面，業(yè)龍頭的業(yè)績(jī)規(guī)模明顯領(lǐng)先于其他企業(yè)，如鉑力特、先臨三維等頭部企業(yè)年?duì)I收超億元，毛利率維持在40%以上，3D打印設(shè)備產(chǎn)量遠(yuǎn)超同行，呈現(xiàn)明顯的馬太效應(yīng)。

3D打印行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)

作為增材制造的關(guān)鍵技術(shù)，3D打印已從原型制造延伸至航空航天、醫(yī)療、汽車、建筑及消費(fèi)電子等核心領(lǐng)域，直接生產(chǎn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件、個(gè)性化醫(yī)療器械乃至房屋建筑。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院認(rèn)為，隨著3D打印產(chǎn)品在已有場(chǎng)景中應(yīng)用規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)張，以及新場(chǎng)景、新應(yīng)用的不斷開拓，預(yù)計(jì)2029年中國(guó)3D打印設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將突破1200億元，2025-2029年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)19.5%，行業(yè)正處于黃金發(fā)展期。

吳德志團(tuán)隊(duì)的突破，其意義遠(yuǎn)超技術(shù)本身。熱固性材料因其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，在柔性電子、生物醫(yī)療支架等領(lǐng)域需求迫切，但固化難題長(zhǎng)期阻礙其3D打印應(yīng)用。此次“激光原位誘導(dǎo)直寫打印”技術(shù)，在獲得國(guó)家基金和廈門市科技計(jì)劃支持下，一舉打通“實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化”的關(guān)鍵堵點(diǎn)。

未來(lái)，該技術(shù)可賦能智能軟體機(jī)器人的快速制造、器官芯片的精密成型，甚至推動(dòng)個(gè)性化醫(yī)療器件的低成本量產(chǎn)。在全球制造業(yè)向柔性化、智能化轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)下，這一中國(guó)原創(chuàng)技術(shù)不僅提升了產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力，更將在全球3D打印競(jìng)賽中搶占先機(jī)，助力中國(guó)從"制造大國(guó)"向"智造強(qiáng)國(guó)"跨越。

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