大型紀(jì)錄片《大國(guó)之材》聚焦我國(guó)奮斗在新材料行業(yè)一線專(zhuān)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(shí)代“一代材料一代裝備一帶產(chǎn)業(yè)”的中國(guó)制造故事。該紀(jì)錄片是由尋材問(wèn)料?攜手新材料在線?傾心打造的中國(guó)首部材料行業(yè)科教紀(jì)錄片。通過(guò)記錄材料界國(guó)之棟梁的人物故事及開(kāi)拓精神，再現(xiàn)中國(guó)新材料行業(yè)從艱難起步到追趕世界先進(jìn)水平，成就大國(guó)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(guó)家搶抓新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革機(jī)遇，搶占先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)之一。近年來(lái)，全球3D打印產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，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(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)仍然有限， 3D打印產(chǎn)業(yè)在萬(wàn)億規(guī)模的制造業(yè)市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)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(chǎng)如何打開(kāi)？最有可能在哪些領(lǐng)域率先爆發(fā)？
新材料在線?對(duì)話西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院特聘教授、長(zhǎng)江學(xué)者、機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李滌塵教授，就上述問(wèn)題展開(kāi)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，先后獲得過(guò)國(guó)家國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2018年其研究成果“個(gè)性化下頜骨重建假體”產(chǎn)品獲得了國(guó)內(nèi)首個(gè)個(gè)性化產(chǎn)品CFDA注冊(cè)，成為我國(guó)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(guó)際前列，其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的3D打印peek材料已經(jīng)多次在臨床試驗(yàn)上取得成功。
以下根據(jù)采訪實(shí)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(gè)問(wèn)題，就是擅長(zhǎng)研究，但并不擅長(zhǎng)轉(zhuǎn)化。這帶給我們這樣一個(gè)挑戰(zhàn)，就是如何實(shí)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(méi)必要跟企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，在一定程度上也競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)企業(yè)，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)實(shí)力還是人力資源，企業(yè)實(shí)力要強(qiáng)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(shì)是什么？就是創(chuàng)新完了以后沒(méi)人來(lái)承接產(chǎn)業(yè)化，因?yàn)榇蟛糠制髽I(yè)希望通過(guò)更低成本的方式去獲取技術(shù)，相比自主研發(fā)，對(duì)成熟技術(shù)的買(mǎi)賣(mài)和模仿顯然更容易。這也導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題，大量的重復(fù)競(jìng)爭(zhēng)，使得價(jià)格越來(lái)越低，企業(yè)利潤(rùn)越來(lái)越薄，沒(méi)有應(yīng)用點(diǎn)，企業(yè)不接受，高校也不轉(zhuǎn)化，那么這個(gè)項(xiàng)目就“死”了。所以這就是為什么中國(guó)的早期的3D打印都是從高校派生出來(lái) ，基本沒(méi)有企業(yè)派生出來(lái)一個(gè)很重要的原因。
A : 目前制約3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地的因素有哪些？
Q : 我認(rèn)為第一個(gè)因素還是市場(chǎng)；做科研可以不講究市場(chǎng)，但是要做產(chǎn)業(yè)，沒(méi)有市場(chǎng)，任何事情都做不起來(lái)。
3D打印現(xiàn)在面臨一個(gè)最大的挑戰(zhàn)，就是到底用在哪？因?yàn)榇笈可a(chǎn)成本比不過(guò)模具， 這是最大的一個(gè)約束。所以根據(jù)這些實(shí)際情況，現(xiàn)在最大的市場(chǎng)，一個(gè)是生物醫(yī)療，一個(gè)是航天航空，因?yàn)楹教旌娇债吘顾闶侵行∨?，而且它?duì)成本來(lái)說(shuō)并不是非?？燎蟮?。而醫(yī)療基本上是個(gè)性化制造，它對(duì)成本也不會(huì)很苛求的。但是如果做汽車(chē)行業(yè)，做大批量生產(chǎn)，我估計(jì)比較難。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，我想問(wèn)題不大，但是要實(shí)際生產(chǎn)，我覺(jué)得是有問(wèn)題的。
第二個(gè)因素是原材料和系統(tǒng)的配置；大家也都知道，3D打印對(duì)材料的要求是非常高的，因?yàn)椴煌牟牧暇蜁?huì)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(shí)際上很多材料產(chǎn)業(yè)沒(méi)有跟它銜接上。
比如說(shuō)金屬，金屬成型難題很大程度是開(kāi)裂，像高溫合金開(kāi)裂，因?yàn)橛玫牟牧隙际沁^(guò)去傳統(tǒng)鑄造的材料，根本沒(méi)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(gè)很深入的感覺(jué)，就是材料如果轉(zhuǎn)變，很多工藝問(wèn)題都迎刃而解。
我們做光固化成型時(shí)，開(kāi)始用丙烯酸樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂收縮率很大，我們做了大量工藝實(shí)驗(yàn)，就想把它的變形率降下來(lái)，沒(méi)有成功，但是改用環(huán)氧樹(shù)脂，陽(yáng)離子聚合以后，性能馬上就好了，這是本質(zhì)上的進(jìn)步。所以材料、工藝和應(yīng)用的結(jié)合，這是走向市場(chǎng)擴(kuò)大，和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的一個(gè)很重要的方向。
A : 目前市場(chǎng)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(shuō)的這個(gè)問(wèn)題非常關(guān)鍵，這就是市場(chǎng)的運(yùn)作機(jī)制的問(wèn)題。但是約束這個(gè)觀點(diǎn)我不太贊同。
首先，目前存在一個(gè)很大的問(wèn)題是材料廠商認(rèn)為現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模很小，沒(méi)有能力和資金去做3D打印專(zhuān)用材料。因此，設(shè)備廠商如果不去開(kāi)發(fā)材料，就沒(méi)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(shí)到3D打印市場(chǎng)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?yàn)椴牧细に嚸芮邢嚓P(guān)。工藝是根據(jù)使用的材料做了大量的實(shí)驗(yàn)形成的，如果脫離原先的材料，還用這個(gè)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(shí)際上并非設(shè)備本身的問(wèn)題，而是工藝參數(shù)和材料的作用關(guān)系導(dǎo)致。
實(shí)際上，我們非常期待搞材料的廠商跟搞工藝的結(jié)合。從國(guó)際上來(lái)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(guó)早期的3D打印公司與材料廠商之間實(shí)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(huì)全力以赴的研發(fā)新材料，因?yàn)樗軓闹蝎@益。
所以，中國(guó)很多產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，實(shí)際上不能簡(jiǎn)單的說(shuō)是技術(shù)問(wèn)題，它更多是市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制和各方利益的價(jià)值取向如何綁定的問(wèn)題。
A: 高校的3D打印科研成果應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地？
Q :實(shí)際上我們自己辦企業(yè)也經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間摸索，我們?cè)?997開(kāi)發(fā)出當(dāng)時(shí)的商業(yè)化光固化成型機(jī)并開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)這些年的產(chǎn)業(yè)化摸索，我總結(jié)下來(lái)有三個(gè)要點(diǎn)：
第一，找到具備競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)落腳點(diǎn)；比如說(shuō)做醫(yī)療， 我當(dāng)時(shí)為什么選擇去做醫(yī)療？是因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)備做好后不知道用在哪。我們非常清楚沒(méi)有市場(chǎng)的技術(shù)必定會(huì)被淘汰。于是我就跑到醫(yī)院去，因?yàn)槲矣X(jué)得單件小批量生產(chǎn)最典型的用處就是醫(yī)院，因?yàn)獒t(yī)院每個(gè)患者需求都不一樣，我通過(guò)跟醫(yī)生交流，找到了骨的替代需求，因?yàn)樗形⒔Y(jié)構(gòu)，有外型結(jié)構(gòu)， 3D打印的優(yōu)勢(shì)恰好能體現(xiàn)出來(lái)。
第二，應(yīng)用必須自己去找；這個(gè)應(yīng)用是要腳踏實(shí)地到應(yīng)用部門(mén)去反復(fù)交流溝通以后，根據(jù)你的技術(shù)特點(diǎn)才能凝煉出來(lái)。凝練出來(lái)以后，再深入挖掘，市場(chǎng)就一點(diǎn)點(diǎn)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(lì)創(chuàng)新。有了這個(gè)前提，他們提出方案，我們提供設(shè)計(jì)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(gè)環(huán)節(jié)的工作都很重要，而且每個(gè)環(huán)節(jié)的這些人都要有活力，我們過(guò)去很注重技術(shù)，但實(shí)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(shí)。
