國產(chǎn)3D打印破局“卡脖子”困境：普利生微納技術的自主化崛起

“ 在當今科技競爭日益激烈的國際舞臺上，高端科學儀器的自主研發(fā)與制造能力，已成為衡量一個國家科技實力的重要標志。然而，近年來，關稅壁壘政策，使得我國在高端科學儀器領域面臨著嚴峻的“卡脖子”問題，這一困境加速了國產(chǎn)替代的進程。上海普利生三維科技有限公司（以下簡稱“普利生”）微納3D打印技術作為國家科技部重點研發(fā)計劃支持的成果，憑借完全國產(chǎn)化的技術路徑，不僅打破了國外設備壟斷，更在性能、成本、產(chǎn)業(yè)鏈安全等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，成為中國高端制造自主化的典范�！�

01
關稅壁壘下的科技之困：中國制造的隱痛

長期以來，中國高端3D打印設備嚴重依賴進口。以光固化3D打印等精密技術為例，核心部件如德州儀器的DMD數(shù)字微鏡器件、高精度激光器、振鏡系統(tǒng)等幾乎被國外企業(yè)壟斷。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，高端設備（如航空航天、醫(yī)療領域），國產(chǎn)化率可能不足30%，這也導致中國3D打印行業(yè)呈現(xiàn)“低端主導、高端突破”的格局。

02
普利生微納3D打�。簢�產(chǎn)化的“技術尖刀”

在高端設備國產(chǎn)化攻堅戰(zhàn)中，普利生憑借自主研發(fā)的微納3D打印技術，成為國產(chǎn)替代的標桿企業(yè)。其技術源自國家科技部重點研發(fā)計劃《微納結(jié)構(gòu)增材制造工藝與裝備》，核心專利“亞像素微掃描（SMS）”技術實現(xiàn)全球領先的2微米打印精度，且速度是傳統(tǒng)3D打印的百倍以上，打破“精度與速度不可兼得”的行業(yè)魔咒。

普利生牽頭完成國家重點研發(fā)計劃《微納結(jié)構(gòu)增材制造工藝與裝備》（科技部評分87.33 ，高分通過驗收）

技術突破：從“跟跑”到“領跑”

亞像素微掃描技術：通過微透鏡陣列與壓電陶瓷振動控制，將光斑縮小至500納米，無需拼接即可實現(xiàn)高精度批量生產(chǎn)，填補國內(nèi)空白。

普利生陶瓷微納3D打印機

材料適配性：支持樹脂、陶瓷（氧化鋁、氧化鋯、碳化硅）、金屬（TC4合金和銅）等多材料打印，滿足醫(yī)療、半導體、通信等領域的復雜需求。

工業(yè)4.0融合：建成首個24小時無人值守“黑燈工廠”，年產(chǎn)能達3600萬套牙模，生產(chǎn)效率提升5倍，成本降低60%。

國產(chǎn)化優(yōu)勢：全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控

技術自主：擁有67項國內(nèi)外發(fā)明專利，核心零部件國產(chǎn)化，規(guī)避供應鏈風險。

場景適配：從齒科隱形正畸到腦機接口器件，普利生為醫(yī)療器械、精密儀器提供全棧解決方案。

成本優(yōu)勢：批量生產(chǎn)模式下，復雜結(jié)構(gòu)器件成本僅為傳統(tǒng)工藝的20%，例如青光眼引流釘可一次性精密制造數(shù)百個，精度達微米級。

03
普利生微納3D打印技術如何賦能“卡脖子”領域？

普利生的技術突破，不僅限于單一設備國產(chǎn)化，更在多個關鍵領域形成替代能力，助力中國突破技術封鎖。

這種全方位技術突圍的戰(zhàn)略價值，在當下全球科技博弈的背景下顯得尤為重要。尤其在創(chuàng)新藥研發(fā)領域，隨著關稅壁壘的持續(xù)高企，各國藥物研發(fā)成本正經(jīng)歷指數(shù)級攀升。盡管NIH(National Institutes of Health)主導的國際學術交流仍在繼續(xù)，科研論文也保持公開屬性，但核心技術的獲取難度不斷升級，最終轉(zhuǎn)化為藥物創(chuàng)新鏈條中難以消化的附加成本。

值得關注的是，微納3D打印技術在創(chuàng)新藥研發(fā)中的應用正逐漸成為破局的顛覆性工具，其高精度、定制化和復雜結(jié)構(gòu)制造能力為藥物研發(fā)的多個環(huán)節(jié)提供了全新解決方案。以下是該技術在創(chuàng)新藥領域的核心應用及前景分析：

醫(yī)療器械：精準醫(yī)療的“微型工廠”

藥物遞送系統(tǒng)（DDS）的革新

微納級載藥結(jié)構(gòu)：通過3D打印制備尺寸精確（微米至納米級）的載藥微粒（如微球、納米膠囊），實現(xiàn)控釋、靶向遞送。例如：

時空控釋：多層微球結(jié)構(gòu)可編程釋放藥物（如脈沖式或pH響應釋放）。

生物膜仿生載體：模擬細胞膜結(jié)構(gòu)的納米載體提升腫瘤穿透性。

普利生微納3D打印的陶瓷空心微針采用氧化鋁和氧化鋯等高強度陶瓷材料，陶瓷材料的高強度特性使其可反復穿刺100次以上，無斷針、彎針風險，確保使用穩(wěn)定可靠。此外，該產(chǎn)品顯著提高藥物利用率，部分藥物利用率從10%提升至90%，為藥物注射提供了更高效的選擇。

醫(yī)美、藥物遞送-陶瓷微針(空心微針)

特點:針尖3um，孔徑30-80um，針長600um，800um，1000um，1200um，高強度，良好的生物相容性

醫(yī)療器械 - 青光眼微創(chuàng)引流釘

特點:  整體尺寸小于400um，孔徑60-80um,高強度，良好的生物相容性。尺寸精度:總體高度360um，直徑360um，內(nèi)徑60um

類器官芯片與體外模型

仿生微血管網(wǎng)絡：打印復雜血管化結(jié)構(gòu)（如腫瘤微環(huán)境模型），用于藥效和毒性測試。

多器官集成芯片：構(gòu)建肝-心-腎等多器官聯(lián)動系統(tǒng)，預測藥物代謝和毒性，減少動物實驗。

高通量藥物篩選

微流控芯片集成：在芯片中打印微納級反應腔室，實現(xiàn)單細胞水平的藥物篩選（如抗體庫篩選效率提升百倍）。

定制化微孔陣列：批量打印細胞培養(yǎng)微孔，結(jié)合AI快速分析藥物-細胞相互作用。

精準醫(yī)療、藥物研發(fā) - 類器官芯片

特點: 表面光滑無拼接，最小溝槽寬度0.02mm，最小臺階高度0.01mm，精細表面結(jié)構(gòu)，局部特征尺寸5μm，快速生產(chǎn)(1片/小時，是傳統(tǒng)工藝的5倍以上效率)

精密器件：內(nèi)窺鏡端頭、陶瓷槳葉等產(chǎn)品，解決傳統(tǒng)工藝無法加工的微型復雜結(jié)構(gòu)問題。

醫(yī)療器械 - 內(nèi)窺鏡絕緣端頭

特點:  異型結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)，最小壁厚30 微米，多材料，低成本，交付周期快，1個也可定制

醫(yī)療器械 - 人工心臟陶瓷槳葉

特點: 超高的全表面光滑度，公差小于 5微米，高耐磨性，良好的生物相容性

生態(tài)重構(gòu)：聯(lián)合高校與產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，推動技術向腦機接口、手術機器人等前沿領域延伸。

普利生利用微納3D打印技術，能夠在短時間內(nèi)完成高精度的微孔陣列陶瓷基板的制造�？梢栽�1平方厘米的陶瓷片上打印出數(shù)萬個孔徑為40微米、間距100微米的微孔，陶瓷擁有比玻璃更好的導熱性和強度，因此未來可能在替代玻璃微孔板的應用領域內(nèi)有所突破，例如發(fā)光背板和芯片封裝等。

微孔陣列陶瓷基板

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普利生微納3D打印技術國產(chǎn)化的未來

隨著我國對高端科學儀器國產(chǎn)化需求的不斷增長，以及微納3D打印技術在各領域的廣泛應用，普利生作為該領域的領軍企業(yè)之一，其市場前景十分廣闊。目前，普利生24小時無人值守的3D打印黑燈工廠，已成為工業(yè)4.0和3D打印完美結(jié)合的典范。

未來，普利生將繼續(xù)加大研發(fā)投入，不斷提升微納3D打印技術的性能與應用范圍，為我國高端科學儀器國產(chǎn)化貢獻更多力量。同時，其在國際市場上的競爭力也將不斷增強，有望在全球范圍內(nèi)樹立中國高端制造的品牌形象。


來源：普利生3D打印