從活字印刷到印刷制造

印刷技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展為人類文明的傳承和信息的傳播做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，近年來印刷行業(yè)也面臨環(huán)境保護(hù)、電子出版等多方面的壓力與挑戰(zhàn)?！吨袊∷a(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖》印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊從印刷產(chǎn)業(yè)應(yīng)對當(dāng)前挑戰(zhàn)、尋求今后產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的機(jī)遇和空間的角度出發(fā)，提出印刷技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)增材型圖案化的高效生產(chǎn)技術(shù)，將在眾多重要制造產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用：在傳統(tǒng)印刷包裝領(lǐng)域，發(fā)展環(huán)境友好的版基、制版、油墨新技術(shù)和新產(chǎn)品，以及向印染、陶瓷、玻璃等不同基材的圖案制造發(fā)展，將從根本上解決傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中的高耗能、高污染問題；在向信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域拓展方面，印刷電子技術(shù)將從根本上解決傳統(tǒng)蝕刻技術(shù)污染嚴(yán)重、工藝繁瑣的問題；在先進(jìn)光電器件制造領(lǐng)域，印刷技術(shù)更加前景廣闊；在從平面印刷到三維結(jié)構(gòu)制造方面，3D打印技術(shù)將蓬勃發(fā)展?；诖耍堵肪€圖》印刷制造產(chǎn)業(yè)編制組提出印刷技術(shù)向“綠色化、功能化、立體化、器件化”的發(fā)展趨勢，以應(yīng)對印刷產(chǎn)業(yè)生存、發(fā)展、提升和跨越所面臨的問題與挑戰(zhàn)，迎來新的發(fā)展機(jī)遇和廣闊發(fā)展空間。

印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊著重對印刷電子和3D打印技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了介紹。印刷電子是一種加成法電子制造技術(shù)，泛指基于具有導(dǎo)電、介電或半導(dǎo)體電學(xué)特征的各種電子油墨，采用微納米印刷工藝技術(shù)（包括絲網(wǎng)印刷、數(shù)字噴墨印刷、柔版印刷、凹版印刷以及納米壓印等），通過層層印刷的方式完成電子油墨在不同承印基材表面的圖形化轉(zhuǎn)移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)印刷制造電子電路以及元器件產(chǎn)品的科學(xué)與技術(shù)。印刷電子技術(shù)充分體現(xiàn)了印刷技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合，其技術(shù)特征更適合于大面積、低成本、柔性化、輕薄化、高效率、綠色環(huán)保的電子電路及元器件的生產(chǎn)制造，可用于制造柔性可彎曲、可卷曲、可折疊及可穿戴的電子產(chǎn)品，市場前景極為廣闊。3D打印是一種典型的增材制造技術(shù)，是基于三維數(shù)字模型，從計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)的圖形數(shù)據(jù)直接生成具有三維結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，在克服傳統(tǒng)減材制造工藝造成的材料與資源浪費(fèi)的同時(shí)，更大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高了研發(fā)效率。3D打印技術(shù)以其獨(dú)特的個(gè)性化制造優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的密切結(jié)合，被稱為“第三次工業(yè)革命”的核心關(guān)鍵技術(shù)。

該版塊的編寫和修訂歷時(shí)兩年多時(shí)間。2014年5月，在中國印工協(xié)的編寫工作會(huì)議上初步確定設(shè)立印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊，由中科院化學(xué)所負(fù)責(zé)組織編寫。隨即成立了由我和賈志梅、李風(fēng)煜和張興業(yè)博士組成的工作小組，著手調(diào)研相關(guān)資料、聘請技術(shù)專家。最初設(shè)想是包括綠色印刷和印刷電子、3D打印等內(nèi)容，后來根據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃，綠色印刷部分調(diào)整到其他版塊，因此，印刷制造版塊內(nèi)容集中在印刷電子和3D打印領(lǐng)域。中科院對《路線圖》的編寫工作高度重視，中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心（國家科技圖書文獻(xiàn)中心）特別成立了由吳鳴老師負(fù)責(zé)的情報(bào)調(diào)研小組，為本版塊的編寫進(jìn)行了系統(tǒng)的國際研究進(jìn)展檢索和調(diào)研，提供了大量極有參考價(jià)值的信息資料。為了廣泛征求意見，編制組還聘請千人計(jì)劃專家、中科院蘇州納米所印刷電子技術(shù)研究中心主任崔錚和謝永林研究員，以及中科院福建物構(gòu)所博士生導(dǎo)師林錦新研究員等10余位有影響力的專家作為顧問。在中國印工協(xié)的統(tǒng)一指導(dǎo)下，2014年7月，完成了印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊《路線圖》提綱與框架的編制；2014年10月，完成《路線圖》編制的初步調(diào)研、討論和初稿編寫；2014年10月—12月，根據(jù)中國印工協(xié)的計(jì)劃和要求，編制組與《路線圖》的行業(yè)專家和企業(yè)代表召開了多次討論、修訂會(huì)議；2015年1月，完成了印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊《路線圖》的定稿。之后又多次修訂，并根據(jù)編委會(huì)對字?jǐn)?shù)的統(tǒng)一要求，改寫了簡要版本。

編制組希望能夠通過國際最新數(shù)據(jù)分析，為行業(yè)發(fā)展提供有價(jià)值的參考。在中科院國家科技文獻(xiàn)情報(bào)中心吳鳴老師等幫助下，系統(tǒng)調(diào)研了國外權(quán)威印刷制造行業(yè)市場與技術(shù)調(diào)查報(bào)告，如Thomson Innovation專利數(shù)據(jù)庫和IDTechEx技術(shù)、市場分析報(bào)告，并參考國際上相關(guān)行業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖的體例，力爭做到數(shù)據(jù)翔實(shí)，技術(shù)與產(chǎn)業(yè)并重；更希望通過參與相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，為中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)幦「嗟脑捳Z權(quán)和發(fā)展空間。在本版塊編寫和修訂期間，編制組成員作為中國代表，先后參加了2014年3月在英國劍橋、11月在日本東京，2015年3月在德國慕尼黑、5月在北京（中國主辦）、11月在美國加州圣何塞的國際印刷電子標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議，并爭取到了由中國主持印刷電子相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的起草權(quán)。2014年5月，在北京組織了國際3D打印印刷制造研討論壇，來自10余個(gè)國家和地區(qū)的專家學(xué)者參與交流討論，廣泛聽取了國內(nèi)外專家和產(chǎn)業(yè)界意見。

印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊《路線圖》的內(nèi)容還參考了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“變革性納米產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)聚焦”中“納米綠色印刷制造技術(shù)”項(xiàng)目的大量調(diào)研材料和數(shù)據(jù)，特別聚焦印刷電子和3D打印領(lǐng)域，從技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、存在問題及政策建議等方面進(jìn)行分述，以期體現(xiàn)“科學(xué)性、前瞻性、創(chuàng)造性、引導(dǎo)性”的原則，對行業(yè)發(fā)展有所參考和啟發(fā)。

在此，向兩年來所有為印刷制造產(chǎn)業(yè)版塊《路線圖》編寫工作做出貢獻(xiàn)的專家表示衷心感謝！因“印刷制造”是一個(gè)新的概念和領(lǐng)域，加之編寫者能力、時(shí)間和資源有限，如有疏漏之處，尚祈方家指正。

（作者單位為中國科學(xué)院化學(xué)研究所）