欧洲专利局(EPA)近期公布了一份研究报告,根据EPA数据,2015-2018年间,3D专利技术迎来井喷式发展,年均专利数增长36%,是过去十年间平均增幅的十倍,这也反映出数字技术的高速发展。3D技术的成熟能使其更好的发挥出在节约资源和以更少的成本制造复杂产品方面的优势,具有改造整个生产链的潜力。
报告指出,欧洲在全球3D打印技术专利数上排名榜首,全球近一半的3D专利技术来自欧洲,其次是美国,占35%,其余大部分专利来自亚洲。
独占鳌头的瑞士3D技术
3D Printing
瑞士在3D技术上的人均专利数以及专利数占经济产出的比例都是欧洲最高。对3D技术专利最主要的需求来自健康领域,其次是能源业、交通业。2017年,瑞士联邦材料研究所(EMPA)应用3D打印技术开发出一种新型声阻尼材料。这种新型材料在建筑、汽车和航空工业具有广泛应用前景。
医药健康领域是瑞士3D打印技术的最大推动者,瑞士科研人员曾借助3D打印技术,制造出全球首个软体心脏,为相关研究提供了新的思路;Covid-19疫情传播期间,欧洲核子研究组织(CERN)设立“CERN抗击新冠”特别小组,其3D打印技术及生产车间将致力于口罩、防护面罩等防护性设备的补充生产;瑞士电子与微技术中心(CSEM)在生命科学、药物测试和再生医学领域拥有广泛的专业知识。2020年2月,CSEM参与协调由欧盟H2020计划资助的“器官移植”(OrganTrans)项目,旨在通过3D打印技术制作人体肝脏组织补片,为器官捐赠移植提供替代性方案。
© OrganTrans
CSEM凭借其在微电子与精密制造领域的专业知识与先进技术,曾多次参与欧盟项目。2013 年,由欧盟H2020计划资助的KRAKEN项目正式启动。KRAKEN增材制造系统是全球最大的3D打印制造系统,已于2019年正式亮相,其算法设计及软件设计模块由CSEM研发完成。此系统使超大模型的生产成为可能,为航空、铁路、海洋、大型风力基础设施等领域提供了更多的生产可能性。
© CSEM
企业方面,瑞士的助听器制造商索诺瓦、医药集团诺华、化工企业克莱恩特、手表制造商斯沃琪以及食品业巨头雀巢是专利申请数最多的企业。除大企业外,中小企业对该技术的发展贡献也高于欧洲平均水平,所申报的3D专利技术占总数四分之一。
位于弗里堡州的RegenHU也是OrganTrans项目的一员,公司自2007年起就致力于3D生物打印的创新解决方案;其三维生物打印机在生物材料兼容性、细胞打印特性等各项参数上均处于全球领先地位。公司的3D生物打印与制造系统已经广泛用于再生医学、组织工程、癌症、干细胞、医用高分子材料等科学领域的研究中。
© RegenHU
此外,还有13%的专利数来自高校。2020年2月,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)工程学院应用光子器件实验室(LAPD)的研究人员开发了一种突破性的3D打印方法,可在30秒内完成对微型、柔软物体的高精度3D打印,在广泛领域中都有潜在的应用价值。其研发团队已成立公司Readily3D来帮助该技术进行研发和商业化。该技术目前可制造精度为80微米的两厘米结构,约为一束头发的直径。团队希望未来能够打印更大的物体结构。LAPD实验室负责人Christophe Moser表示,这项新技术适用于医学和生物学领域,例如它可用于制造组织、器官、助听器和护齿器等柔软物体。
© EPFL, LAPD
斩获3D打印世界纪录
此外,位于瑞士创新园比尔园区内的开放创新实验室(FABLAB Biel/Bienne)也是该领域的重要参与者。FABLAB Biel/Bienne拥有300平方米的实验空间和300平方米的联合办公空间,是瑞士最大也是最具现代化的实验室。在2017年该实验室成立时,一项新的吉尼斯世界纪录也由此诞生,经过数周的试验以及3D打印机昼夜不停的工作,FABLAB团队成功打造了世界上最长的3D打印火车。
© FABLAB Biel/Bienne
实验室装备精良,拥有数十台不同的3D打印机、多种3D扫描仪、一台激光切割机。还配有一个数字化机舱,可以将产品甚至人体转换为3D打印的电子数据。任何人都可以在此进行研发试产,生产出的原型机和小批量产品可以达到专业标准。除了可供所有人使用的设备之外,实验室还配有更专业的设备供工业用户使用。例如,伯尔尼大学ARTORG生物医学工程研究中心委托FABLAB使用其3D打印机来制作动脉瘤模型。这样一来,Inselspital(伯尔尼大学小岛医院)的外科医生就可以在实际操作前使用这些3D打印模型来演练一些特别棘手的手术操作。
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来源 : 瑞士西区经济发展署、驻瑞士联邦大使馆经济商务处
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