理论教育 从起步到崛起:国内科技发展历程

从起步到崛起:国内科技发展历程

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:1995年,3D打印技术被列为我国未来十年十大模具工业发展方向之一,国内的自然科学学科发展战略调研报告也将3D打印技术研究列为重点研究领域之一。2016年12月,中国科学家将3D打印血管植入恒河猴体内,实现了血管的再生,解决了临床人工血管内皮化的难题,该项成果属于全球首创,对干细胞技术临床应用具有里程碑意义。

从起步到崛起:国内科技发展历程

我国3D打印技术的研究开始于20世纪90年代,研究工作主要在国内的高校展开。清华大学是最早从事3D打印技术研究的高校之一,1988年,清华大学的颜永年教授在了解到快速成形技术后,多次与美国学者进行深入交流,并建立了清华大学激光快速成形中心。而后其与中国香港的殷发公司合作,创办了国内第一家3D打印公司——北京殷华快速成形模具技术有限公司,填补了国内在3D打印技术上的空白。颜永年教授所带领的研究团队主要就3D打印方面的基础理论、成形工艺、成形材料等方面展开研究,该团队自主研发了基于熔融沉积工艺原理的快速成形系统和基于叠层实体工艺原理的快速成形系统,并成功制备了叠层实体工艺的工艺用纸。

西安交通大学卢秉恒教授在1992年赴美学习的过程中发现了快速成形技术在汽车制造业中的应用前景,随后于1994年成立先进制造技术研究所,组建研究团队,并于1997年研发售出了国内第一台光固化快速成形机。1998年,华中科技大学快速制造中心聘请史玉升教授专门负责选择性激光烧结技术和选择性激光熔化技术的研究,并针对性地对激光烧结设备及其合适的粉末材料进行研究,1999年,史玉升团队应用自主研究的相关理论与研究的相关设备打印出了计算机鼠标外壳。2001年,颜永年教授团队研制出了生物材料3D打印机,为制造科学又提出一个新的发展方向。此后,西北工业大学、华中科技大学等高校都将生物3D打印技术视为3D打印的重点研究方向。

3D打印正式进入我国后,得到了社会各界的关注和投入。1995年,3D打印技术被列为我国未来十年十大模具工业发展方向之一,国内的自然科学学科发展战略调研报告也将3D打印技术研究列为重点研究领域之一。2012年10月,由亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟正式宣告成立。2012年11月,中国宣布成为世界上唯一掌握大型结构关键件激光成形技术的国家。2013年,世界3D打印技术产业联盟宣告成立,总部基地落户南京。

2015年2月,由国家工信部、发改委和财政部联合发布了《国家增材制造(3D打印)产业发展推进计划(2015—2016年)》,计划中要求将培育和发展3D打印产业作为推进制造业转型升级的一项重要任务,这为我国3D打印行业的快速发展提供了政策支持。同年8月,在李克强总理参会的“国务院先进制造与3D打印专题讲座”中,主讲人卢秉恒院士强调了3D打印在我国制造业发展中发挥的重大作用,这加大了国家政府对3D打印新兴技术发展的重视。2017年11月,国家工信部、发改委、教育部、财政部等十二部委继续联合发布了《增材制造产业发展行动计划(2017—2020年)》,使3D打印产业发展上升到国家高度,3D打印产业已成为《中国制造2025》的发展重点。

时至今日,我国3D打印技术已与世界先进水平同步甚至超过了世界先进水平。在高性能复杂大型金属承力构件增材制造等部分技术领域我国已达到国际先进水平。2016年12月,中国科学家将3D打印血管植入恒河猴体内,实现了血管的再生,解决了临床人工血管内皮化的难题,该项成果属于全球首创,对干细胞技术临床应用具有里程碑意义。2017年7月,上海长征医院成功完成全球首例全颈椎3D打印人工椎体置换手术,患者被确诊为软骨肉瘤,第二节至第七节颈椎骨都被侵蚀,通过对比分析患者的颈椎,应用3D打印技术设计定制了一模一样的钛合金人工椎体,最终实现了假体与人骨的融合,如图1-3所示。2019年11月,中国建筑旗下中建二局广东建设基地完成了一栋7.2 m高的双层办公楼主体结构的3D打印工程,这标志着原位3D打印技术在建筑领域取得了突破性进展,这也是世界首例原位3D打印双层示范建筑,如图1-4所示。(www.daowen.com)

图1-3 3D打印人工椎体置换手术术后X光片

图1-4 世界首例原位3D打印双层示范建筑

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