从活字印刷到印刷制造
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印刷技术的进步和发展为人类文明的传承和信息的传播做出了不可磨灭的贡献,近年来印刷行业也面临环境保护、电子出版等多方面的压力与挑战。《中国印刷产业技术发展路线图》印刷制造产业版块从印刷产业应对当前挑战、寻求今后产业发展新的机遇和空间的角度出发,提出印刷技术作为实现增材型图案化的高效生产技术,将在众多重要制造产业和战略新兴产业领域发挥重要作用:在传统印刷包装领域,发展环境友好的版基、制版、油墨新技术和新产品,以及向印染、陶瓷、玻璃等不同基材的图案制造发展,将从根本上解决传统生产过程中的高耗能、高污染问题;在向信息产业领域拓展方面,印刷电子技术将从根本上解决传统蚀刻技术污染严重、工艺繁琐的问题;在先进光电器件制造领域,印刷技术更加前景广阔;在从平面印刷到三维结构制造方面,3D打印技术将蓬勃发展。基于此,《路线图》印刷制造产业编制组提出印刷技术向“绿色化、功能化、立体化、器件化”的发展趋势,以应对印刷产业生存、发展、提升和跨越所面临的问题与挑战,迎来新的发展机遇和广阔发展空间。

印刷制造产业版块着重对印刷电子和3D打印技术的发展进行了介绍。印刷电子是一种加成法电子制造技术,泛指基于具有导电、介电或半导体电学特征的各种电子油墨,采用微纳米印刷工艺技术(包括丝网印刷、数字喷墨印刷、柔版印刷、凹版印刷以及纳米压印等),通过层层印刷的方式完成电子油墨在不同承印基材表面的图形化转移,进而实现印刷制造电子电路以及元器件产品的科学与技术。印刷电子技术充分体现了印刷技术和电子产业的紧密结合,其技术特征更适合于大面积、低成本、柔性化、轻薄化、高效率、绿色环保的电子电路及元器件的生产制造,可用于制造柔性可弯曲、可卷曲、可折叠及可穿戴的电子产品,市场前景极为广阔。3D打印是一种典型的增材制造技术,是基于三维数字模型,从计算机中设计的图形数据直接生成具有三维结构的产品,在克服传统减材制造工艺造成的材料与资源浪费的同时,更大大缩短了产品的研发周期,提高了研发效率。3D打印技术以其独特的个性化制造优势,实现了网络技术与先进材料技术、数字制造技术的密切结合,被称为“第三次工业革命”的核心关键技术。

该版块的编写和修订历时两年多时间。2014年5月,在中国印工协的编写工作会议上初步确定设立印刷制造产业版块,由中科院化学所负责组织编写。随即成立了由我和贾志梅、李风煜和张兴业博士组成的工作小组,着手调研相关资料、聘请技术专家。最初设想是包括绿色印刷和印刷电子、3D打印等内容,后来根据统一规划,绿色印刷部分调整到其他版块,因此,印刷制造版块内容集中在印刷电子和3D打印领域。中科院对《路线图》的编写工作高度重视,中科院文献情报中心(国家科技图书文献中心)特别成立了由吴鸣老师负责的情报调研小组,为本版块的编写进行了系统的国际研究进展检索和调研,提供了大量极有参考价值的信息资料。为了广泛征求意见,编制组还聘请千人计划专家、中科院苏州纳米所印刷电子技术研究中心主任崔铮和谢永林研究员,以及中科院福建物构所博士生导师林锦新研究员等10余位有影响力的专家作为顾问。在中国印工协的统一指导下,2014年7月,完成了印刷制造产业版块《路线图》提纲与框架的编制;2014年10月,完成《路线图》编制的初步调研、讨论和初稿编写;2014年10月—12月,根据中国印工协的计划和要求,编制组与《路线图》的行业专家和企业代表召开了多次讨论、修订会议;2015年1月,完成了印刷制造产业版块《路线图》的定稿。之后又多次修订,并根据编委会对字数的统一要求,改写了简要版本。

编制组希望能够通过国际最新数据分析,为行业发展提供有价值的参考。在中科院国家科技文献情报中心吴鸣老师等帮助下,系统调研了国外权威印刷制造行业市场与技术调查报告,如Thomson Innovation专利数据库和IDTechEx技术、市场分析报告,并参考国际上相关行业技术发展路线图的体例,力争做到数据翔实,技术与产业并重;更希望通过参与相关国际标准的制定,为中国产业的发展争取更多的话语权和发展空间。在本版块编写和修订期间,编制组成员作为中国代表,先后参加了2014年3月在英国剑桥、11月在日本东京,2015年3月在德国慕尼黑、5月在北京(中国主办)、11月在美国加州圣何塞的国际印刷电子标准会议,并争取到了由中国主持印刷电子相关国际标准的起草权。2014年5月,在北京组织了国际3D打印印刷制造研讨论坛,来自10余个国家和地区的专家学者参与交流讨论,广泛听取了国内外专家和产业界意见。

印刷制造产业版块《路线图》的内容还参考了中国科学院战略性先导科技专项“变革性纳米产业制造技术聚焦”中“纳米绿色印刷制造技术”项目的大量调研材料和数据,特别聚焦印刷电子和3D打印领域,从技术现状、发展趋势、存在问题及政策建议等方面进行分述,以期体现“科学性、前瞻性、创造性、引导性”的原则,对行业发展有所参考和启发。

在此,向两年来所有为印刷制造产业版块《路线图》编写工作做出贡献的专家表示衷心感谢!因“印刷制造”是一个新的概念和领域,加之编写者能力、时间和资源有限,如有疏漏之处,尚祈方家指正。

(作者单位为中国科学院化学研究所)