3D打印 制造业的“新春天”

      毋庸置疑，3D打印技术，作为新兴产业，已然成为可预见未来的核心技术革命之一，其发展如日中天，颠覆了人们对制造技术的固有想象，震惊了社会各界，必将成为未来制造行业的翘楚。

      可以想象，我们未来使用的产品都出自3D打印技术之手，那将是一番什么样的景象！走出街巷，我们看到的琼楼玉宇；进入餐厅，我们吃到的美味佳肴，只需要一台3D打印机和打印耗材，就可以实现。小孩不必为了吃不到的糖果而哭泣，夫妻不必为了想要的生活而争吵，人们不必为了想穿的衣服而绞尽脑汁，只要我们有需求，只要我们的想象力够天马行空，我们就可以打印出自己想要的一切。现在，我们要的只需等待，等待一段可以突破3D打印技术难关的时间。

      那么什么是3D打印呢？3D打印的概念早在19世纪末就已出现，俗称“增材制造”，是一种三维立体成型技术，以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。早前这种技术常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现在正专用于一些产品的直接制造，这也意味着这项技术正在普及。

      3D打印汽车

      一、3D打印技术概况

      1.3D打印的 市场规模

      根据前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》，2009年全球3D打印市场规模为10.69亿美元，此后三年保持在20%以上的速度增长，至2012年市场规模达到22.04亿美元。2013年全球3D产业的发展更是突飞猛进，增速达到81.49%，市场规模达40亿美元。其中，美国、日本、德国占据了3D打印市场的主导，尤其是美国占据了全球近40%的比重。从行业发展的角度来看，整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间；从未来长期的需求增长看，上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业前景良好。整体来说，中国3D打印行业虽然与国外差距较大，并且发展面临诸多困难，但是具有广阔的未来发展前景。

      2009-2013年全球3D打印市场规模趋势图（单位：亿美元，%）

      2.3D打印的优势

      《经济学人》杂志曾这样评价：“伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1450年的印刷术如此，1750年的蒸汽机如此，1950年的晶体管也是如此。而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变这个世界。”与传统的制造技术相比，3D打印技术的最大优势就在于优化和重塑了生产流程，使复杂部件的加工速度提高，从而提高了效率，降低了生产成本。另外，3D打印过程无需实时操作从而大大降低了人工费用。但是就制造加工简单的部件而言，因为专业的3D打印设备较为昂贵，而且耗材成本也不低，加上材料无法循环使用，以致某些企业可望而不可及。

      听到传统制造业这个名词，我们的脑海中往往会浮现环境污染的画面，而3D打印技术减少了加工部件时所产生的垃圾和二氧化碳等污染，有效地保护了环境；而且，3D打印基本上都是按需取材，从而降低了材料浪费；另外，有些3D打印设备采用可降解塑料来加工制造产品，这些无疑会对环境产生积极的影响。

      有专家认为，3D打印作为一项颠覆性的制造技术，谁能够最大程度地研发、应用，就意味着掌握了制造业乃至工业发展的主动权。但是，就现阶段而言，3D打印技术并不能完全替代传统的铸造建模技术，两者是一种相辅相成的关系。

      3.3D打印的应用领域

      在英美等发达国家，3D打印技术的应用领域已相当广泛，涵盖汽车、航天航空、日常消费品、医疗、教育、建筑设计、玩具等领域，制造厂家借着3D打印的东风，焕发出新的生命力。相比国内，3D打印技术仍处于初步发展时期，并未实现在工业及个人消费领域大规模推广，存在着部分核心技术与材料依赖进口、产业资源“小而散”的局限，目前仅有几家公司在从事3D打印机研发制造，例如，太尔时代、华署高科、极光尔沃、三纬国际等，并且规模相对较小、技术水平也与国外企业有一定差距。

      二、3D打印技术前景 

      1.国内3D打印的现状

      虽然在3D打印技术的研发上，我国并没有逊色于其他国家，甚至在某些领域还处于世界领先地位。特别是在利用选择性激光烧结（SLS）技术制造大型零部件这一技术上，我国更是走在3D打印技术发展最为成熟的美国之前，领先于全球。但是，我国的3D打印技术发展，仍有诸多难题需要解决：（1）耗材问题。3D打印的耗材非常有限，现今市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。耗材的缺乏，直接关系着3D打印的价格。        （2）制造加工工艺精度低，利用某些材料加工出来的零件表面质量差，使得无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，往往成型完还要进行后处理，这一点我觉得随着技术发展应该会有比较大的提升，但是要达到现在精密加工的精度还是不太现实。

      （3）我国尚未对3D打印行业建立一个统一的共性标准。目前国内的3D打印企业大多各自为战，产业整合度较低，主导的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无序的状态。

      （4）许多3D设计印刷图纸在网站上都可以找到，因为没有申请专利保护，人们可以随意的复制或销售，这无疑也会降低设计师们的创作热情。

      2.3D打印发展前景

      现阶段，我国的3D打印技术尚处于初步发展时期，3D打印企业大多是以材料供应、设备制造和打印服务的综合形式存在。这是因为3D打印行业发展初期技术推广和市场规模的限制所致。因此，首先我们要做的就是打开中国市场，让更多的中国人了解3D打印技术。

      我们可以：（一）建立一个真正集资讯、商城、线下活动于一体的线上门户网站。整合行业门户资讯，打造专业的3D打印公共服务平台。利用网络平台，更好地为合作企业和个人提供相关服务；利用微博、微信、搜索引擎和网站，为合作企业做好网络全媒体推广；举办3D打印产品的会展，并随时进入商场超市、社区、学校和公共活动场合进行推广。这样，实现线上与线下的双重客户体验，让3D打印更快地映入国人的眼帘。

      （2）统筹产业链，并建立一个统一的共性标准。

      （3）青少年是未来社会发展的核心，他们的审美需求一定程度上代表了社会的潮流。随着社会的进步和发展，他们对产品的要求愈来愈苛刻，更加追逐个性、新颖，以此来吸引眼球。因此，对3D打印来说，个性化、定制化将会是未来发展的主要方向之一。另外，青少年离现代科技产品的距离更近，他们能更好地利用网络对3D产品进行推广宣传，例如，把个性化的3D产品通过朋友圈、微博等工具上传网络，达到以点带面的网状辐射效果，无形中让人们了解3D打印。另外，让3D打印走进校园，举办个性化的3D打印产品展览或者讲座，让同学们体现3D打印带来的奇妙乐趣。

      （4）3D产业愈来愈受到政府的重视及政策扶持，而且，国内已有多省市成立了地方3D打印产业联盟，并在相关政策中提及要重点发展3D产业。教育部也正在制订方案，让3D打印机走进学校。科技部也将3D打印编入《国家高技术研究发展计划（863计划）》、《国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》。不仅如此，各地方政府也于2013年提出了对于支持3D打印发展的各项规划与政策。政府的重视及政策扶持无疑会加快促进中国3D打印产业的发展。 

      三、展望 

      虽然3D打印技术在我国尚处于初步发展时期，仍面临着诸多问题，但3D打印技术的未来发展市场前景广阔，技术应用范围之广将超乎我们的想象，甚至有可能颠覆我们的生产和生活方式，这是值得期待的。而且，随着科技进步与社会发展，3D关键技术的突破将不是梦，人人都将能掌握3D打印技术。如此，在不久的将来，唯一能限制我们的，不是我们的需求，而是我们的想象力，因为只要我们能想到，3D打印就会还原我们脑海里的想象。3D打印技术必将开创一个全民制造的崭新时代，迎来制造业的“新春天”。