3D打印步入新阶段 上市公司试水产业化

2015-02-13 13:05:56来源: 每日经济新闻
   3D打印步入新阶段 上市公司试水产业化

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  每经记者 许自然 实习记者 黄霞 黄小聪

  可以想象吗?人们所需商品将不再通过制造和物流的环节就能到达手中,只需购买所需商品的设计,然后通过3D打印获得。

  可以想象吗?如果谁生病了、器官坏了,或许只需用自身的细胞为“墨水”,通过3D打印制造出一个新的器官。

  可以想象吗?无论是飞机,还是其他大型设备,都可不必用高密度焊接,直接靠3D打印,实现真正的无缝。

  麦肯锡全球研究院最近发布的一份报告提到,3D打印将对全球经济产生颠覆性影响。该机构预测,3D打印会大幅减少新产品的开发周期,越来越多的公司将因此更加关注客户的反馈,以及真正实现以客户为中心的产品设计和技术开发,同时3D打印技术还将减少新产品进入市场的成本。

  据《每日经济新闻》记者了解,建筑、生物医疗及航天等是目前3D打印应用最热门的领域,而A股市场中涉足3D打印技术的上市公司有亚厦股份(002375,收盘价21.39元)、机器人(300024,收盘价39.77)、中航重机(600765,收盘价20.86元)、迪康药业(600466,收盘价8.51元)等。

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  建筑领域

  亚厦股份:我的房子是打印出来的

  提及修建房子,人们首先会想繁忙的建筑工地,以及脚手架上辛勤工作的建筑工人。如今通过3D打印机建房子的革命已悄悄来临。

  事实上,我国很多建筑已经用到了3D打印技术,比如上海大剧院、凤凰卫视大楼、水立方、青奥会议中心等,如今3D打印建筑正奔跑在产业化的道路上。

  比如,最近亚厦股份旗下的盈创科技打印出了一栋六层楼高的公寓,以及1100平方米的别墅;此后,3D打印建筑成为社会关注焦点。而在这之前,盈创科技已在上海张江高科青浦园区打印出了多套单间样板房。

  带着对新事物的好奇,《每日经济新闻》记者最近实地走访了这些打印出的建筑,探究未来居住的奥秘。

  已签多个项目合作协议

  1月18日,亚厦股份参股子公司盈创建筑科技(上海)有限公司(以下简称盈创科技)在苏州举办了3D打印建筑全球发布会,展示利用3D打印技术建造的二层别墅、五层楼房以及单层或两层的样板房,且在会上和多方签署了合作协议。盈创科技与黄山幸福新世界有限公司(以下简称黄山幸福)签订《关于建筑3D打印/新材料合作建厂合作协议》,为了使盈创科技新材料和新技术在黄山幸福所研发的项目上广泛应用,双方合作建设集生产、研发、展示、创意、销售于一体的“建筑3D打印梦工厂”。黄山 “建筑3D打印梦工厂”预计投资约5.36亿元,黄山幸福将在项目公司成立后7日内采购1.2亿元的打印设备一套。据公告,项目全部建成后年营业额约33亿元,实现净利润约3.5亿元。

  此外,亿利沙材料科技有限公司(以下简称亿利沙材料)也与盈创科技签署《关于沙漠梦工厂项目合作协议》,由亿利沙材料在中国沙漠地区及京津冀地区建立12个沙漠梦工厂,建设沙漠梦工厂所需12套设备,总价3.96亿元,由亿利沙材料向盈创科技购买,而该项目预计在24个月内就可完成工厂建设。

  3D打印房屋可节省人力

  据盈创科技总经理郑建介绍,3D打印机打印出构件,然后再拼装成建筑。打印建筑的3D打印机,原理和一般的打印机一样,同样需要根据电脑设计的图纸和方案来打印,只不过打印建筑的打印机有一个巨大的喷口,喷射出的“油墨”呈“Z”字形排列,“油墨”喷出后很快会凝固,保证了打印机能连续打印,最后用钢筋水泥进行二次“打印”灌注。据了解,除了房屋的钢筋结构以外,其他部件都可以打印出来。

  《每日经济新闻》记者查阅盈创科技官网的资料发现,其所使用的3D技术是快速成形技术的一种,运用粉末状金属或塑料凳可黏合材料,通过一层又一层的多层打印方式,来构造零部件。通过每一层不同“图形”的累积,最后形成一个立体的房子。

  此外,盈创科技表示,公司拥有的独家专利油墨技术可以实现就地取材,并结合高标号水泥和纤维来使用。整体来说,公司掌握的技术可以节约材料约60%,缩短工期约70%,节约人工约80%。

  《每日经济新闻》记者在现场看到,盈创科技3D打印的房子现已给一家建筑公司用于移动办公用房,里面放有办公设备并安装了空调,其中个别房间还用来居住。

  一位业内人士对 《每日经济新闻》记者表示,一台高6.6米、宽10米、长32米,占地面积相当于一个篮球场的3D打印机,用于修建房屋可取代至少一半工人,房地产开发商既可以节约人工成本,又能打印风格各异的建筑。以后一栋楼房的建造或许只需要一两个人和一台连续作业的3D打印机就能完成。

  万科创始人王石也曾表示,3D打印机确实有优势,因为它完全是一种程序化和自动化的运作。三年之后,万科建研中心出现3D打印机建的房屋一点儿不奇怪。

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  核电领域

  南风股份布局重型金属3D打印 产业化速度加快

  对于传统制造业来说,一直以来都存在关键构件制造难度大,对生产设备要求高等难题。近年来,随着科技的快速发展,重型金属3D打印不断成熟,这一问题将得到解决,这也意味着重型金属3D打印产业化之路有望开启。与此同时,一些A股上市公司已开始在这一领域进行布局。

  《每日经济新闻》记者了解到,近年来,在重型金属3D打印技术产业化推进上,南风股份(300004,前收盘价48.67元)走在前列。

  核电领域运用步伐加快

  南风股份近日发布公告称,公司控股子公司南方增材与上海核工程研究设计院签订了 《核电主蒸汽管道贯穿件模拟件增材制造技术支持与服务合同》,南方增材根据上海核工程研究设计院提供的核电主蒸汽管道贯穿件模拟件的相关要求,进行模拟件原材料定型、制造、试验以及鉴定工作。

  业内分析指出,这一服务合同的签署标志着,南方增材自主研发的重型金属3D打印技术,在核电领域的运用步伐加快,有望向高端重型金属构件成型制造领域推广,并启动产业化进程。

  南风股份表示,重型金属3D打印技术由南方增材自主研发,是一种国际首创的重型金属构件短流程、绿色、精密、数字化和增材制造新技术,可广泛应用于百万千瓦核电装备、百万千瓦超临界和超超临界火电机组,以及水电、石化、冶金、船舶等行业现代重大工业装备合金钢等重型金属构件的制造。

  南方增材副董事长常南还表示,3D打印技术应用于核电工程领域,不仅节省原材料成本,还可以缩短工期,从而达到提高能效的目的,目前公司已经实现了对3D打印输入材料产品品质和性能的掌握,下一阶段将开展1比1模拟件的打印及实验、验证。

  南方股份旗下的南方风机研究所还自主研发了“重型金属构件电熔精密成型技术”。该技术是采用强电流高效电热冶金原理使原材料在强拘束条件下熔化和原位冶金精炼。

  值得注意的是,公开资料显示,有别于传统制造业金属关键构件制造技术难度大,对生产设备要求高等缺点,该技术可以实现征是直接精确制造。以金属粉末、丝材为原料,通过高能束熔化沉积“直接生长”,通过一步从CAD模型完成高性能重大型金属构件的“近终成形”。可以实现先进材料制备与零件“近净成形”一体化,其产品构件力学性能优异,机械加工余量小,节省材料(材料利用率可达65%~85%以上)。

  在上述合同签约仪式上,上海核工程研究设计院副院长费敏表示,此次合作符合国家鼓励自主研发设计,推动核电设备国产化战略布局的政策方向。

  常南则表示,“此次选择打印的核电主蒸汽管道贯穿件属于核二级产品,接下来我们将基于大量数据试验,逐步将3D打印技术推进到更核心的核工业部件制造。”

  已进行一系列连续布局

  《每日经济新闻》记者了解到,近年来,南风股份已在重型金属3D打印技术上进行了一系列连续布局,产业化推进走在了前列。

  2012年,公司曾公告称,投资重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目,总投资1.7亿元,所需资金由公司子公司南方风机研究所自筹。

  据了解,南风股份持有南方风机研究所51%股权,自然人王华明持有31%股权,王华明是国内激光成型技术的领军人物。

  此后,公司在成型工艺、质量关键技术取得突破,成功成型制造核电精密坯件样,已掌握并完成了重型金属构件批量产业化大型成套装备系统的设计和优化。

  2013年12月,南风股份再发公告称,公司拟以19.2亿元的价格收购特种管件生产商中兴装备。中兴装备的主营业务为石化、核电、新兴化工、煤制油化工等能源工程重要装置提供特种管件,产品是国家大型石化及核电工程重要装置不可缺少的关键部件。

  南风股份还特别提到,该收购可以加快公司重型金属3D打印技术的产业化推进。公司在3D打印技术研发中,对金属构件母材(特种金属材料)的要求很高。而中兴装备多年来,在特种金属材料研制上积累了雄厚经验,同时,中兴装备良好的客户基础有望加速南风股份3D打印技术的市场拓展进程。

  2014年,南风股份的一系列布局开始显效。南风股份日前公布的2014年业绩快报显示,去年公司营收达到8.18亿元,同比增长100%,净利润达1.11亿元,同比增141%。

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  医疗领域

  迪康药业牵手华西医院开拓3D生物打印

  日前,迪康药业一则公告引起了市场的广泛关注。公司打算牵手华西医院涉足3D生物打印技术领域。

  3D打印咨询机构Wohlers2013年曾发布报告称,2012年,3D打印市场年平均增长率为8.6%,总产值达22.04亿美元,而此后三年的年平均增长率为27.4%。到2019年,3D打印市场的规模将达到60亿美元,医疗应用市场的份额将占15.1%,预计到2025年,该市场的规模可达到19亿美元。

  国内应用取得突破/

  目前,我国3D生物打印技术应用也有了突破。

  近日,复旦大学附属中山医院宣布,该院心外科课题组将3D打印技术应用于经导管主动脉瓣置换手术(TAVI),成功为一位77岁高龄的主动脉瓣重度狭窄合并关闭不全患者实施了TAVI手术规划与导航,为国内首次。

  据悉,该院心外科副主任医师魏来仅耗时1小时即顺利完成TAVI手术,患者X线暴露时间比既往缩短一半,造影剂用量减少1/3,术中、术后生命体征非常平稳,复查显示人工瓣膜定位准确、工作正常。另据上述课题组的负责人王春生教授介绍,3D打印是近年来国际上兴起的一项革命性新技术,在医学领域应用前景广阔,目前已在骨科、牙科等专业开始临床使用,但在心脏外科的应用刚刚起步,国外仅有极个别案例。

  据《每日经济新闻》记者了解,中山医院心外科微创团队自2014年开始探索TAVI手术融合3D打印技术的可行性。TAVI手术与常规开胸手术的区别在于,医生无法在手术中直视心脏全貌,目前通过CT、MRI、心超等检查都只能查看二维效果,切开心脏观察其内部细微结构更不可行。难点在于,主刀医生术前需仔细研究和测算患者的心脏及主动脉影像数据,来二次加工重建成立体效果,并据此在手术中选择合适的人工瓣膜型号、确定DSA球管投照角度、规划导管进入线路、判断瓣膜释放位置,存在一定风险。

  而3D打印技术可解决以上问题,医生只需采集患者高分辨率CT及心超等二维影像,就可打印出栩栩如生的心脏模型,并据此制定更周密细致的手术方案,更可术前模拟操作,一定程度上规避手术风险。

  华西医院骨科主任戴尅戎教授曾介绍称,目前,3D打印技术在医疗行业的应用主要体现在三个方面:一是无需留在体内的医疗器械,包括医疗模型、诊疗器械、康复辅具、假肢、助听器、齿科、手术导板等;二是个性化永久植入物,比如使用钛合金、钴铬钼合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料的植入物,通过3D打印骨骼、软骨、关节、牙齿等产品,通过手术植入人体;三是3D生物打印,即使用含细胞和生长因子的 “生物墨水”,结合其他材料打印出产品,经体外和体内培育,形成有生理功能的组织结构。这一3D生物打印技术一旦成功,则有望解决全球面临的移植器官不足的难题。

  3D生物打印仍面临技术难题/

  据了解,3D生物打印是采用从人体自身收集的生理、病理信息构造数字化模版,应用与人体系统相适应的材料直接打印出构型灵活的个性化产品。目前该技术受技术、材料等因素限制未能推广,世界各国都在积极筹划3D生物打印的研发与产业化。目前,3D生物打印技术尚处于起步阶段,主要应用于颅骨、牙齿、人工耳、器官模型的生产。国内外已经有人耳、骨骼、心脏等器官打印成功的案例,也相应取得了临床试验上的成功,后续发展有较大想象空间。

  近期,A股上市公司迪康药业嗅到了其中商机,率先参与其中。

  迪康药业近期所发公告显示,公司控股子公司司四川英诺生物科技股份有限公司(以下简称英诺生物)拟投资建立3D生物打印产业化基地,项目首期投资额不超过5000万元。1月15日,英诺生物与四川大学华西医院就项目研发合作事宜签署了《战略合作框架协议》,双方携手为3D生物打印事业的发展实施战略合作,由迪康药业投入资金启动3D生物打印的产品研发项目;华西医院给予迪康药业必要的学术技术团队、空间设备资源支持,在企业项目资金的支持下实施应用研发。双方将以“再生与重建的3D打印”为主题,分批次逐步遴选、签约具体的研发项目,开展以临床应用产品为导向的工程技术战略合作。

  《每日经济新闻》记者了解到,四川大学华西医院在医疗领域应用3D打印技术已有成功经验。该院骨科脊柱外科专业刘浩教授团队采用3D打印技术,为一名多节段颈椎间盘突出伴椎管狭窄的患者实施了颈椎椎板单开门椎管扩大成形术;2014年11月,该院血管外科与四川大学再生医学研究中心联合,利用3D打印技术完成围手术期评估,成功为一例复杂瘤颈腹主动脉瘤老年患者实施腹主动脉瘤覆膜支架腔内修复术(EVAR)。


  值得注意的是,四川大学再生医学研究中心康裕健教授,是国家首批“千人计划”国家特聘专家,在国际上是将3D打印技术引入再生医学领域从事3D生物打印技术研究的领跑者。康裕健所领导的科研团队进行心脏和血管方面的生物打印研究,如果成功,可以模仿实现心脏的某些功能,可应用于医疗中。

  虽然,3D生物打印技术目前已取得了不错的成果,但是仍存在一些技术难题待解决。《每日经济新闻》记者了解到,3D生物打印在再生医学领域存在两个尚未突破的难题:一是个性化的打印机,能够在精确度上完全符合人体器官要求的打印机尚未出现;二是生物材料,即传统意义上的打印机“墨汁”还没有摆脱技术限制。

  康裕健教授也曾表示,即使打印机和“墨汁”问题都得到了突破,鉴于人体构造的复杂性,如何使打印出的活细胞保持长久的活力,如何制造微环境使其长久的生长也是一个艰巨的难题。目前的研究多停留在“机械器官”的打印上面,因为缺少生物材料,打印出的器官仅仅是个模型,不具有人体器官的功能。

关键字:3D打印  水产业化

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0213/article_40095.html
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