3D 打印方兴未艾,4D 打印横空出世,是概念炒作,还是前瞻探索?业内人士指出,从全球专利布局来看,目前有关4D 打印专利文献还很少,受当前3D 打印机、打印材料以及技术成熟程度等因素影响,4D 打印仍停留在研发阶段,尚不具备大规模应用的可能,4D 打印技术从飘在云端的概念到真正实现产业化,也有赖于复合材料等相关技术的快速发展。
4D 打印“初驾到”股票飘红引深思
当飓风来临时,管道可以变得更利于排水,当洪峰过去后,管道又缩回原来的大小;在地质灾害频发的地区,管道可以弯曲、变形,甚至可以自我组装和修复——你是否也想拥有这样神奇的管道?
在娱乐和设计大会上,4D 打印的华丽登场,确实为诸如“建造收缩自如的排水管道”这样貌似不切实际的想法提供了技术支撑。一位业内人士在接受本报记者采访时介绍,所谓 4D 打印技术,就是在传统 3D 打印的概念中加入了“时间”元素,被打印物体可以随着时间的推移而在形态上发生自我调整。按照设想,该技术可以被应用到家具、汽车、医疗等领域,但由于技术复杂,目前仅能实现打印“可以自动变形的条状物体”。
先进的技术理应受到“追捧”,由于 4D 打印概念涉及变形材料,很多人可能由此想到了“记忆合金”等相关技术,法尔胜、圣莱达、西部材料等个股一度强势涨停。法尔胜公司与美国佩尔科技合资设立法尔胜佩尔材料科技公司,生产和销售“镍钛”记忆合金;圣莱达公司则以 7983 万元投资高精度钛镍合金记忆式温控器自动化生产线技改扩产项目;西部材料公司则是承继了西北有色金属研究院金属复合材料、难熔金属和贵金属业务研发力量,拥有多件稀有金属复合材料相关专利。
专家指出,现在发展的 3D 打印是可以想象的 x、y、z 三方向的直观立体,而所谓 4D 打印并非新技术,只是在原来基础上使用特殊材料。对于市场来说,4D 打印受到如此热捧,有关商家更应该远离概念炒作,业界更应该理性思考。没有技术根基的 4D 打印,即便能够让股市短时亢奋,但最终可能只是空中楼阁,留下盲目跟风者的一片叹息。
专利布局尚不足 产业发展需理性
可自动修复“破洞”的牛仔裤,真空中“平板”放置,受外力刺激后会自动变形成沙发的家具,随着外部环境变化而产生形变的输水管道……像科幻小说一样的情节着实让人们着迷,4D 打印究竟新在何处?
目前对于4D 打印的可编程材料,各方众说纷纭,但主要存在两种观点。一种观点认为,4D 打印需依托记忆合金,由于这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状;另一种观点认为,4D 打印材料并非记忆合金,原因在于4D 打印的理念是让物体如机械般“自动”创造,而不是先设定好物体然后再制造。
一位业内专家经过专利检索后告诉大众,在与 4D 打印有关的自组装技术方面,全球专利数量接近 1 万项,而具体在分子自组装技术方面,在中国专利数据全文库检索“分子自组装”获得的结果接近 1000 项专利,在外文专利全文库中检索“Molecular/biomolecular self-assembly”(分子/生物分子自组装),所得结果超过 1000 项;记忆金属方面,在中国专利数据全文库检索“记忆金属”或“形状记忆”获得相关结果 300 余项,而在外文专利数据库的文献数量也有数百项。
上述专家认为,从全球专利布局来看,目前有关 4D 打印专利文献还很少,涉足 4D 打印的企业更是少之又少,“4D 打印还只停留在概念领域,欲谈产业化发展,还为时尚早”。
“4D、3D”不可分 少炒概念多实干
“4D 打印不过是 3D 打印技术庞大家族中的一个极小分支,目前还看不出有多大工业价值。”有18年增材制造研究经历的“长江学者特聘教授”、西北工业大学凝固技术国家重点实验室主任黄卫东告诉记者,“以为 4D 打印一定比 3D 打印高明,可能是因为不了解3D打印的技术原理。”
数据显示,2012 年我国 3D 打印市场规模约 5 亿元人民币,占全球 3D 打印市场规模的 1/20,专家预计,未来3 年中国3D打印市场规模有望突破100亿元人民币,成为全球最大市场。
然而,美好的机遇面前也存在着发展隐忧,国内 3D 打印行业的发展还面临着诸多问题。黄卫东告诉记者,我国增材制造技术科研实力并不低于欧美等发达国家,但科研单位与企业间缺乏有效沟通,未能形成产学研一体化的良好机制;另一方面,真正从事数字化增材制造的研究人员还十分有限,研究团队力量尚显不足。
“无论是 3D 打印,还是 4D 打印,耗材昂贵都是制约其发展的重要问题,为促进快速成型产业发展,相关部门应与企业、市场需求形成合力。”北京华科恒业有限公司总经理房彦彬在接受本报记者采访时表示。
看来,少空谈概念,多来点实干,4D 打印才能为期不远。
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