在医疗、建筑、陶瓷等领域深化应用

3D打印，加速融入生产生活

《人民日报》（2月1日第4版）

习近平总书记在中共中央政治局第二十四次集体学习时强调：“培育发展未来产业，对于抢占科技和产业制高点、把握发展主动权，对于发展新质生产力、建设现代化产业体系，对于提高人民生活品质、促进人的全面发展和社会全面进步，都具有重要意义。”

3D打印，也称增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实物的新兴制造技术，是推动我国新质生产力培育发展的重要力量，也是未来产业发展的新增长点。从医疗器械、建筑材料到陶瓷工艺品，3D打印技术正在各行各业深化应用，加速融入生产生活，为经济社会发展和民生福祉增色添彩。

——编者

医疗器械更精密

位于重庆两江新区的摩方精密3D打印中心。受访者供图

“医生，做牙贴面会不会伤牙？”在北京大学口腔医院的诊室里，一名患者询问。医生孙玉春拿着牙贴面样品介绍：“这款氧化锆贴面的厚度只有80微米，用它修复牙齿，几乎不用磨牙，能大幅减轻对牙釉质的损伤。”

这款超薄牙贴面，是如何诞生的？“以前利用传统机械加工的牙贴面，最薄也有300微米。”重庆摩方精密科技股份有限公司副总裁杨斐介绍，公司正是利用3D打印技术，实现了牙贴面厚度的大幅缩减。

位于重庆两江新区的摩方精密生产车间里，一台台面投影微立体光刻设备安静运作。紫外光束以2微米精度精准投射在光敏氧化锆浆料表面，按照牙贴面三维数字模型，将实物逐层堆叠成型。经过20余道工序，通体透光的牙贴面就此诞生。

研发这款超薄牙贴面，难点在于同时攻克材料、设备和工艺三道难题。“首先是氧化锆浆料，要保证流动性适合打印，且能在烧结后保持强度；其次是3D打印机需实现微米级公差控制；还有打造医疗级洁净生产环境，这更是难点。”杨斐说。

技术难题，靠产学研协同攻克。2021年，摩方精密与北京大学口腔医院组建联合实验室，共同研发3D打印牙贴面，该项目获批“十四五”国家重点研发计划重点专项。

历经上千次试验，研发人员利用面投影微立体光刻设备进行了针对性工艺优化，终于突破了几方面难题，并获得了增材制造牙齿贴面氧化锆浆料三类医疗器械注册证。“利用该设备，我们终于‘打印’出了过去想做却做不出来的超薄贴面，实现了少磨甚至不磨牙修复。”北京大学口腔医院口腔修复科主任刘云松说。

3D打印制造的医疗器械，前景如何？这还得靠市场验证。

重庆两江新区蓬勃发展的前沿新材料产业集群，为3D打印医疗器械走向市场提供了重要支撑。“目前国内已有百余家口腔医院和诊所引进了这款产品，2025年向国外出口的牙贴面材料也超过万片。”杨斐说。

不仅是牙贴面产品。在血栓治疗方面，3D打印的螺旋磁性机器人直径仅2.15毫米，能在血管中自主导航到血栓位置；在青光眼治疗方面，3D打印的导流器材能极大简化传统手术流程……如今，3D打印技术正在医疗领域探索更多可能。

建筑造型显创意

河北“雄安之翼”主楼一层的“胶囊工厂”内，3D打印机在打印外墙板材。赵伟彤摄

在河北雄安新区容东片区中央主轴的南端，一座名为“雄安之翼”的综合性文化空间巍然屹立。

这座文化空间，总建筑面积约2.3万平方米，设有多功能剧场、报告厅、办公及商业空间等，未来将用于满足雄安新区群众文化及生活需求。主楼两翼设计有巨型曲面，外形如同白鹭展翅，灵动而优美，表面还设计了复杂的水波纹肌理和色彩渐变。其创意，源自欧阳修《采桑子》中的“一点沧洲白鹭飞”。

作为国内最大规模的建筑3D打印应用工程之一，“雄安之翼”彰显了新质生产力的优势。“采用传统工艺，难以适配它独特的造型。”同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司“雄安之翼”项目建筑师赵奕清介绍，“因此，项目采用3D打印构件，搭建双翼外立面，以实现复杂形态与设计寓意的精准落地。”

前期，为保障新技术的大规模应用，项目方进行了一轮轮细致深入的论证：讨论3D打印技术可行性，通过电脑模拟施工，pk10试制1∶1大样进行性能测试……如今，在施工现场，可见“雄安之翼”的主体结构已建设完成，工人站在登高车上，将一块块打印好的彩色建筑构件安装在主楼的钢结构上。

这些构件，一部分来自“雄安之翼”主楼一层的“胶囊工厂”。在那里，有一台巨大的机械臂式3D打印机，24小时不间断工作，产出的构件即可就地使用。

“这台打印机以改性塑料为主材，打印出的构件均为双曲面中空结构。”“雄安之翼”项目3D打印技术顾问方——上海一造科技有限公司总工程师孟媛介绍，在上海的公司生产基地，也有多台3D打印机同步工作。项目所需的4000多块构件，每一块的大小、弯曲度都独一无二。

“值得一提的是，3D打印构件采用的改性塑料，是可回收利用材料，绿色环保。”孟媛表示，作为入选“十四五”国家重点研发计划示范工程，“雄安之翼”将在今年9月竣工，届时不仅将在智能建造、绿色建造领域起到示范作用，更将为群众的文化生活带来沉甸甸的获得感。

陶瓷技艺添活力

微瓷科技（江西）有限公司工作人员向参观者介绍3D打印产品。受访者供图

拉坯、利坯、蘸釉、荡釉……江西景德镇瓷器素有“过手七十二，方克成器”之说。每一件精美瓷器的诞生，都需要经过繁复细致的工序，要实现全程手工一体化成型，殊为不易。当下，艺术创作追求复杂的内外结构、高精密度与个性化表达，对陶瓷制作提出了更高要求。

3D打印技术，让陶瓷设计制作焕发新的生机活力。

走进微瓷科技（江西）有限公司的智造车间，一台台设备喷头根据数字指令，将粘结剂精准喷射在铺平的白色粉末上，层层叠加，一个复杂构件便逐渐成型。另一边，技术人员从完成打印的粉堆中，轻柔地“挖出”一个完整无损的瓷坯。这便是微瓷科技自主研发的高精度陶瓷粘结喷射增材制造技术。

“这项技术实现了三大突破。”微瓷科技公司总经理黄万成说：更精，打印层厚度可降低到0.1毫米；更稳，将烧结收缩率控制在1%以内，解决了复杂陶瓷器件烧制过程中易变形的痛点；更易量产，不仅能满足个性化定制，还能实现小批量柔性生产。

传统陶瓷产品生产需要开模，起订量一般在二三百件，而3D打印无需模具即可直接打印。这使得陶瓷设计师能够以更低成本快速地将创意转化为实物，开展市场测试，从而提升陶瓷产品开发的灵活性与市场适应性。

在公司展厅，时尚饰品、国潮玩偶等丰富多样的3D打印陶瓷产品，展示着“科技+陶瓷”的魅力。“科技赋能，让陶瓷艺术进一步打开了高附加值空间。”黄万成说。

3D打印技术，也拓展了制瓷技艺的学习研究空间。

微瓷科技公司设有景德镇陶瓷大学的固定实践教学与就业基地，还与中央美术学院、中国美术学院等高校合作，开展研学交流活动、联合创作项目，成为活跃的“产学研”交叉点。

“我们定期向高校师生开放参观，举办技术讲座，还提供打样服务，用来支持他们研究课题。”黄万成介绍，这种深度合作，让未来的陶瓷设计师们能尽早熟悉并运用数字制造工具，助力了奇思妙想的落地，也拓展了陶瓷的应用边界。

景德镇陶瓷大学的学生黄声权，就是受益者。他设计的陶瓷扩香牌，上层是镂空设计，内里结构复杂，如果用传统工艺制作，模具成本高、耗时长、镂空效果难以保证。最终，在与微瓷科技公司的合作下，3D打印技术让这个创意快速实现并走向市场。

新技术点燃“新窑火”。3D打印，为制瓷这门古老技艺打开了创造性转化、创新性发展的广阔空间。