3D打印：打印未来

3D打印并非是新鲜的技术，通常是采用数字技术材料打印机来实现，这个思想起源19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。直到2012年3D打印成为全球最热门的科技名词，英国《经济学人》杂志也将3D打印技术喻为“第三次工业革命技术”，甚至有可能颠覆传统制造技术。2013年更进一步夯实了它的地位，年初美国总统奥巴马就对3D打印技术称赞有加，将3D打印列为发展美国制造业11项重要技术之一。中国工信部表态将推动3D打印产业化，行业直接看涨，仿佛明天就要进入第三次工业革命时代一样。

然而，面对3D打印一路猛涨的人气，外界的质疑声一直不绝于耳，认为其在市场、材料、实际应用上存在着诸多“硬伤”。制造大佬、鸿海董事长郭台铭更是公开放炮：“如果3D打印真的有用，我的‘郭’字倒过来写。”

3D打印真的能如人们所想的那样，成为开启第三次工业革命大门的钥匙吗？

3D打印热潮席卷全球 

当前，美国是全球3D打印技术和应用不折不扣的领导者，政府的重视是美国3D打印发展迅速的重要支撑。2012年，奥巴马总统针对美国制造业提出了一系列发展方案，将3D打印列为11项重要技术之一，并联合研发机构、高等院校、制造商，建立了“国家增材制造”研究所，引进大量人才从事研发生产工作。目前，全球90%以上的工业级3D打印机都是由美国的两大3D打印巨头Stratasys和3D Systems公司所生产，并掌握了大量专利技术。

在欧洲，3D打印技术的研发应用也得到各国企业和政府重视，已实现3D打印的数字化规模生产，德国、法国、比利时都有技术实力较强的3D打印企业。欧洲空客公司正在推出3D打印飞机计划，计划将使用机库般大小的3D打印机制造飞机零件，预计2050年前完成。此外，日本、澳大利亚、南非等地区和国家在3D打印技术上也各有建树。

相较欧美，中国3D打印技术发展还处于行业“第二梯队”，但与行业领先技术差距正在逐年减少，已有部分技术处于世界先进水平。其中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能要求，有望率先应用于航天、航空装备制造；生物细胞3D打印技术取得显著进展，已可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。

  英国著名杂志《经济学人》报道称“3D打印将推动第三次工业革命”

概念在热炒，但是市场还远未启动。一份汇集了包括中国在内的全球70余个国家3D打印公司相关数据的最新报告显示：2012年，全世界3D打印行业总产值增长了28%，达22亿美元，3D打印机的全球销量同比增长25%，其中38%产自美国，中国仅占8.5%。

市场的慢热，并没有阻挡人们对3D打印带来的全新制造方式的兴奋：“一个人就可以是一家工厂”。设想一下，在自己案头的方寸之间，便打通从设计到生产的各个环节，迅速打印出自己的灵感之作，对任何设计师来说，这简直就是梦想照进现实！

“3D打印作为先进制造技术之一，是一项革命性新型制造技术，它改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，实现了随时、随地、按不同需要进行生产。”在2012年12月16日武汉举行的增材制造技术国际论坛上，工业和信息化部副部长苏波称，3D打印将深刻影响制造业的未来，成为未来新的经济增长点。

这是一场慢性革命

被称为“互联网女皇”的Mary Meeker在《2012互联网趋势报告》中分析认为：“3D打印机的出现，让个性化定制成为可能，生产制作将面临变革。”有人预测，这一场革命将是破坏性的，就像1750年的蒸汽机，1450年的印刷术，1950年的晶体管，3D打印也将在漫长的时光里改变着这个世界。但目前，耗材的局限性、昂贵的价格和技术本身的缺陷是3D打印尚面临的“三座大山”。

耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。目前，3D打印的耗材非常有限，现有的市场上的耗材多为石膏、光敏树脂、塑料、可粘结的粉末颗粒、沙土等等。如果真要“打印”房屋或汽车，光靠这些材料是远远不够的。“即便美国最先进的厂家Object有10多种打印材料，要想让3D打印进入大众消费领域，这个数量显然有差距。”有业内人士评论。

价格是制约3D打印应用的另一个因素。使用3D打印机制造商品，其成本要远高于大型企业规模化生产后均摊到每一件商品的成本，而批量生产也比3D打印产品制造速度要快得多。据赛纳打印机股份有限公司董事吕如松介绍，由于技术和材料因素制约，目前打印一个烟灰缸成本约为1200元人民币。此外有报道打印一块人造骨骼的成本更是数万元。

3D打印技术本身也存在缺陷。业内人士介绍，3D打印不适合直接制造高精度零件，后期仍需经过人工处理。由于3D打印是材质一层一层堆积成形，每一层都有厚度，这决定了它的精度难以企及传统的减材制造方法。为提高精度，则需不断降低每一层的厚度，难度提高的同时，制造时间也大幅延长。由于采用层层叠加的增材制造工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美。

此外，3D打印还受到消费者接受等方面条件的制约，距离第三次工业革命所要求的“大规模生产系统、柔性制造系统和可重构生产系统”还相去甚远。但是业内人士很多人已经将2012年的3D打印机视为像1977年个人计算机和1990年网页浏览器一样，是一个崭新的市场从萌芽期进入成长期的转折点。虽然3D打印技术目前尚未颠覆传统制造业——传统制造业的规模效应依然占据优势，但前者正慢慢抢走市场份额。其实，如同任何新兴技术的发展一样，3D打印也必将经历一个由浅入深的过程，需要静候它的成长，而不是无限拔高。这或许就是郭台铭敢说现在3D打印只是一个噱头的原因所在了。

“比较来看，3D打印技术擅长的是解决个性化、复杂化、高难度的生产技术，而传统制造业擅长的是批量化和规模化。彼此之间正好形成互补关系，而不是谁替代谁的问题。3D技术本身不是要取代传统制造业，也不能取代传统制造业。”亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军认为。3D打印企业Wohlers Associates的主席Terry Wohlers则表示，3D打印最大的市场是为制造业提供零件，而非取代制造业。中国电子信息产业发展研究院装备工业研究所左世全所长非常认同两者互补关系，他表示，“3D打印技术是对切削、铸造、锻造与焊接等传统制造技术的补充与完善，不可能完全取代传统制造技术。”

打印未来需要携手

尽管专家学者和媒体对3D打印技术大加赞赏，但国内市场却一直处在“叫好不叫座”的尴尬中。据《深圳商报》报道，目前国内从事3D打印生产、服务、工艺等业务的企业估计还不到100家，其中，有核心技术的只有20-30家，而去年的市场规模也不到1亿美元。除了部分完全市场化的企业盈利能力尚可外，另外的企业生存环境艰难。

“3D打印技术对传统制造技术的替代作用不是很强，不像互联网技术可以渗透到人们生产生活的方方面面，带来非常直接的变化和感受；第二个原因这个行业长期‘小而散’，既不利于行业本身发展，也不利于外界对这项技术本身的深入了解；此外，用户企业对3D技术缺乏足够的信息，市场需求始终没有起来。”罗军这样分析3D打印在国内发展缓慢的原因。

2012年5月，在工信部的支持下，中国３Ｄ打印技术产业联盟成立，这也是世界上首个３Ｄ打印技术的产业联盟。“技术如何与市场用户结合起来，是3D打印技术产业化的关键所在。”秘书长罗军表示，目前任何一家国内3D打印技术企业都没有形成足够的影响力和实力进行产业化，需要抱团发展。这也是中国3D打印技术产业联盟成立的初衷。

科技部国家制造业资讯化培训中心三维数字化技术认证培训管理办公室（3D办）主任、3D动力网总裁鲁君尚认为，在不能全信概念炒作的同时，3D打印机带来的生产方式革新趋势，仍值得国内各界重视。“抛开各种噱头和泡沫，为了把握3D打印的‘社会化制造’大势所趋，还是必须提醒国内从业者尽早起步。”赛迪顾问也建议：要推动我国3D打印产业发展，不仅需要实施国家层面上的宏观规划和引导，还需借助重大项目培育龙头企业，同时积极推进3D打印技术创新体系的建设，三者缺一不可。

结语

不管3D打印能否引爆“第三次工业革命”，3D打印技术的出现，已经彻底颠覆了人们的2D打印思维，变成了人们将梦想变为现实的“神器”。甚至有人预言，在可以预见的未来，3D打印将“除了人类的思想，什么都可以打印”。

我们究竟该如何理解3D打印技术将为我们的生活带来的变化？参考上个世纪七八十年代个人电脑的普及过程，也许就能得出一个很好的答案。曾经，很多人质疑个人拥有电脑的必要性，当时的个人电脑昂贵无比，体积庞大，操作不便。但历史最终证明，这台能让人发挥创造性的机器进入了千家万户，也改变了整个人类的生活。

三十多年后，能带给人们全新体验的3D打印技术或许也将走上这条道路。