谈及生物材料，业界往往被圈固在其环保的光环下不得脱身。转换个思路，关注点放在生物材料是一种新材料的本质上，开拓更广阔、甚至是意想不到的各种应用空间，真正实现物尽其用，体现材料价值，或许会为产业和企业带来一番豁然开朗的发展意境。

位于深圳南山科技园武汉大学产业研大楼的深圳光华伟业股份有限公司是一家以乳酸联合制造技术为核心的企业，其“差异化定位、开放式创新”的发展思路正是对于以上另辟蹊径观念的具象阐述。13年历史、破亿元人民币的年销售额、将聚乳酸应用到3D打印、水处理和石油开采等“非常规”领域、以乳酸为核心首创联合制造技术、以化学方法实现聚乳酸制品回收利用等，光华伟业用一个个踏实的脚印走出了一条不寻常的生物材料企业成功之路。

深圳光华伟业股份有限公司董事长 、总经理杨义浒

聚乳酸的不寻常玩法

乳酸的高分子衍生物——聚乳酸（PLA）具有生物基的先天特质，使用后可在一定条件下降解为二氧化碳和水，被誉为高分子材料的第三次革命，近年吸引了大批投资者前仆后继的进入。这些企业普遍采用注塑或挤出等方式将聚乳酸加工成一次性包装产品，如购物袋、餐盒等，近年，也不乏通过改性将其用于消费电子等耐用品上的案例，然而，万变不离其宗，所有这些应用最大的卖点仍是“环保”。另一方面，在这些市场，企业面对的是价格和功能都要更强的传统石油基塑料，聚乳酸光凭“环保”的强项在这些塑料的传统市场上很难分得一羹，尤其是规模不大的中小企业，因此“叫好不叫座”就成为这一行业的真实写照。

由于洞悉到这一点，2002年进入这一行的深圳光华伟业股份有限公司决定另辟蹊径，充分利用材料本身的各种特性，发展“非塑料”应用，如服装（亲肤抗菌）、水处理（微生物培养基）、石油开采（暂堵、缓释，提高采油效率），以及3D打印线材（无异味、变形率小）等业务，光华伟业董事长杨义浒将之前提到的各种大众化应用称为“塑料”范畴的应用。

1988年从北京大学哲学系毕业后，杨义浒进入湖北省石油化学工业厅，从此与石化行业结下不解情缘，1997后在湖北楚虹化工股份有限公司任重要职位，2002年创办深圳光华伟业股份有限公司。

“或许正是因为非专业技术出身，我看问题的角度更侧重市场。我们首先要弄清楚自己的竞争对手是谁，不是聚乳酸巨头美国Natureworks，也不是国内同行，而是传统石油基塑料，不论是规模还是价格，一时半会都很难竞争。从企业生存来说，必须找到自己的空间，所以首先我将塑料划分为‘塑料’和‘非塑料’两块，我更关注‘非塑料’的应用。因为这一思路，我们将聚乳酸应用到了石油开采和水处理，并都取得了很好的效果。”

石油开采过程中，在主脉的石油采完后，为将所谓“毛细血管”的石油采出来，要将主脉填充堵住，传统上采用高分子聚合物填充，但是会带来环境污染问题。换用聚乳酸填充暂堵后，聚乳酸可在井底一定温度和压力作用下缓释降解为乳酸，将“毛细血管”里的钙和镁离子络合通，疏通油或气的路径，不仅解决了传统高分子聚合物填充带来的环境污染问题，还增加了产油量。“以前每天采油量为7吨的油井，采用聚乳酸技术后可提高到10吨，目前，该技术在新疆、重庆、四川、华北都已试验成功。”杨义浒介绍说，“这是我们2005年从一个英国石油公司接触后慢慢发掘出来的。”

近年，淡水湖的富营养化问题也日益突出，主要是因为富含氮和磷，磷可以用化学方法处理，而氮只能从铵态氮转化为硝态氮，之后很难进一步处理。现在，也有地方通过硝化菌这种微生物代谢硝态氮的原理来解决这一问题，但是硝化菌生命周期短。“聚乳酸恰好是这一菌种的培养基，相当于，硝化菌吃聚乳酸延续生命，进行高效繁殖，进而代谢硝态氮，用生物的方法处理硝态氮。”杨义浒有点激动的说，“过去传统塑料进入水里是污染环境，现在是改善，我也希望做生物降解农膜的企业在这方面做更深入的研究，残留农田的聚乳酸膜可能对硝化菌的生长有好处。”

机缘巧合进入3D打印产业

“3D打印，也被我划归到了‘非塑料’范畴。最初，我们并没有想到3D行业与聚乳酸有什么关系，甚至都不知道3D打印。”

2007年初，光华伟业收到要做PLA焊条 welding rod 的询盘。这询盘像救命稻草，当时我们正在苦苦寻找PLA应用市场。后来他们才知道焊条原来是3D打印耗材，正因为此次机缘，光华伟业得以进入3D打印这个科技与创意前端的产业。

杨义浒说，“近年来，我们造访了欧、美、亚太的四十多个国家，参加3D打印展会、研讨会数十场，仅今年就有近三十多场 ，拜访3D打印机制造企业、经营企业与终端客户超过一 百个。这个经历让我们见证了桌面3D打印在全球的快速增长。在欧美发达国家3D打印已迎来成长初期，在日本、韩国、中国、俄罗斯、北欧、澳新等区域已进入产品导入后期，在东南亚、中东、南美也已逐渐进入产品导入期，非洲大陆还未进入导入期。”

3D打印技术随着商业应用与个人桌面使用两大趋势发展，其中个人桌面市场发展更快，两者相辅相承相互促进。中国是个人桌面3D打印机全球零部件供应基地与整机制造基地，欧美设计+中国制造+全球分销正成为桌面3D打印机发展全球产业链分工 。商用3D打印机在中国也有良好基础，应依托中国本土庞大市场优势加强国际交流与合作，并积极开拓国际市场参与国际竞争，在竞争中发展壮大 。

桌面3D打印由DIY爱好者发起，逐渐进入到有设计与手板需求的企业，现正大规模进军大中小学 。这将培养一 代数字智造人才，促进3D打印进入家庭。我相信，三到五年内中国一二线城市很多家庭将会拥有3D打印机，未来十年全球网络式分布智造体系将形成

无论FDM、SLA还是SLS等多 用途机器，3D打印技术正发生着日新月异的变化，有机、无机还有金属材料越来越丰富， 3D打印机与耗材价格正趋稳步下降，从航空航天、医用、文创到教育等行业应用越来越 广泛。一个3D打印+应用的时代正在全球兴起，这将构建起一个实物形态的线下智造体系。正如互联网+正构建一个全球化信息体系。一个虚实交错的商业时代已经莅临，人类社会已进入了一个新的技术革命的时代。

走在欧美前沿的3D打印耗材

当前，光华伟业旗下的“易生”（Esun）牌3D打印耗材可以说已享誉海外。3D打印技术目前主要活跃在欧美，因此光华伟业的客户也集中在那里。光华伟业位于湖北孝感的工厂内有10条3D打印耗材的挤出生产线，生产10多个不同耗材产品，包括ABS、PLA、聚乙烯醇（PVA）、耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）、聚碳酸酯（PC）、塑木（WPC）、导电、尼龙(Nylon)、柔性、聚己内酯（PCL）、清洗耗材等，还将陆续推出带香味、温变、光变等材料，其中PVA水溶性耗材、清洗耗材都是全球首创，此外，还开发了一款类似橡皮泥的可以手工捏制各种造型的生物可降解材料。“不论是产线、还是品种，在国际上都位居前列。”杨义浒兴奋的说。

FDM打印耗材最初为ABS这种常见的塑料，但是有一个明显的缺点是打印过程中散发的气味较大。PLA这种生物材料则没有这一缺点。另外，变形率小，仅是ABS耗材的1/5-1/10 。但是，普通PLA耐温性和柔韧性较差，要用于打印还要进行改进。“我们对PLA进行了改性，并不断与客户密切沟通，提炼客户需求，开发新产品。”针对3D打印耗材，杨义浒的思路也并不局限在PLA的环保卖点上，而是把握包括安全环保在内的四个层次，其他三个分别是：打印品质稳定、价格实惠、功能多样。

3D打印对小批量、开模费用高的注塑生产也是一个很好的解决方案。杨义浒介绍了一个国外的客户案例，其产品是用于救护车的一种医疗装置，结构复杂，但每年供货量只有300套左右，如果开模后进行注塑，首次投资成本太高，经过一番分析，对方最终选择了3D打印设备，并采用易生的耗材，获得良好的效益。

2014年，3D打印耗材业务占光华伟业的二成，但每年以翻番的增速递进，发展迅猛，其中PLA材料占所有耗材的六成。光华伟业的3D打印主要与全球领先打印机厂商配套，或经由经销商销往欧美等地。不过，杨义浒并未忽略与终端客户的互动，用他自己的话说是“骑着3D去旅行”，每年都要参加数十场全球各地重要的3D打印展览会及研讨会，如美国加州和纽约的Maker Faire，Inside 3D的全球10多场研讨会，以及俄罗斯、法国等地的相关活动，并拜访当地的客户。

与客户的互动交流被杨义浒看成是创新和发展的源泉。“我们10多个耗材品种都是从与客户的交流中获取的灵感，有时是工厂参观，有时是喝咖啡聊天，但从客户需求提炼的研发方向，最后都很受市场认可。”杨义浒感慨地说，“中国是制造大国，产业链完善，与国外相比，就差在想法上，甚至我们实现想法的速度比国外更快，关键是这个想法如何获得，与国外客户多交流就是一个最简单直接的方法。”

最新的调查显示，美国68%的家庭有购买3D打印机意向。“而在国内，三四年前像中兴、华为这样的公司都是公司采购3D打印机，现在出现个人购买。总之，从商用走向家庭应用的趋势越来越明显。随着软硬件的成熟和价格的降低，以及材料的丰富与成熟，无论国外还是国内，3D打印这种技术的发展都将越来越普及。从大的方面说，未来的制造将从现在以规模化和标准化为特征的规模经济，转向规模化、个性化的范围经济，这离不开互联网技术的发展，如云技术，而3D打印将是数字化生产的一个重要的终端工具。”杨义浒对3D打印技术的发展前景很有信心。

联合制造 玩转乳酸

以上聚乳酸的不寻常应用还不是光华伟业的全部，杨义浒颇具雄心的说：“我们不仅仅做聚乳酸，而是以乳酸为源头，从小分子乳酸酯，到中间分子聚乳酸多元醇，再到高分子聚乳酸，完成一系列的产品。这也是我们全球独创的联合制造技术。”目前光华伟业乳酸衍生物合成规模为一万吨。通过与武汉大学、中国科学院等专业院所合作，光华伟业目前已拥有国际国内专利30多项。

乳酸酯被美国航空航天局认为是21世纪最有希望的绿色溶剂，可用于油漆、涂料、塑料等领域，还可用手性医药方面的中间体。这一块也是光华伟业的业务重点。至于聚乳酸多元醇，目前与中国科学院合作研发的专利正在申请中，年内将生产出聚乳酸多元醇，这一专利主要用于聚氨酯体系和丙烯酸酯体系，其中可占聚氨酯体系的60%，前景也十分广阔。

而聚乳酸除以上应用外，光华伟业明年还将推出基于聚乳酸的生物降解发泡材料。目前市场上的发泡材料主要是聚苯乙烯材料或EVA发泡，用于冰箱隔热层、电子产品包装以及建筑外墙等，应用范围十分广阔。

最后，在产品生命周期方面，与大多数公司宣传PLA的可降解的环保性不同的是，光华伟业提出了PLA的回收再用。与传统塑料不同，PLA若采用物理方法回收，其性能下降很快，不适合物理回收。光华伟业推出了全球首套设计3000吨的聚乳酸化学回收工业化装置，目前已已运行三年，将消费/工业用后的聚乳酸制品重新通过化学方法制成单体，再次进入合成及加工生产。“目前，我们考虑开发规模小一点的设备，在国外将废料先进行一次处理，再运回来进行化学回收。”

“与聚乳酸巨头Natureworks相比，它的合成规模全球最大，为行业做出了贡献，我们的合成规模不及它，但我们有合成、改性、加工各种不同的领域，所以我们从‘差异化定位’为自己找发展空间。”杨义浒说。

杨义浒简介：

杨义浒，北京大学哲学专业、武汉大学企业管理专业博士研究生毕业，致力于开放式创新研究；1988-1997年 就职于湖北省石 油化学 工业业厅 从事 行业管理；1997-2002年， 任湖北楚虹化工股份有限公司任董事、副总经理；2002至今任深圳光华伟业股份有限公司董事长 、总经理；现为中国塑料工业协会降解材料专委会副理事长；深圳高分子协会副会长；广东低碳生物塑料产业技术联盟理事长；2013年福布斯中国科技先锋；2014年湖北省科技创业领军人才，2015中国3D打印业10 最具影响 物之一。参与起草《聚乳酸》国家标准；主持承担了科技部微波合成聚乳酸项目国家中小企业创新基金项目；主持承担了国家发改委1万吨/年聚乳酸国家战略性新兴产业项目； 主持承担了广东省省部产学研合作项目以及深圳市技术攻关项目等一系列项目；申请近30项国际、国内发明专利。