什么是3D打印?它是快速成型技术的一种,是一种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。自20世纪90年代中期出现3D打印技术,到1986年开发出第一台商业3D印刷机,再到2013年全球首次成功拍卖“ONO之神”3D打印艺术品,短短二十多年的时间,3D打印得到了飞速发展。
如今,3D打印技术已先后进入了航天航空、建筑、医疗、房屋建筑等领域,未来其应用范围将会越来越广阔。2012年,全球3D打印设备市场规模为22.04亿美元,同比增长28.6%,2017年预计达到50亿美元,到2020年将达到108亿美元。巨大的市场缺口、广阔的发展前景,3D打印这块沃土吸引了众多专家学者和企业家去探索、去挖掘。
经过多年的发展,我国3D打印技术研究成果有哪些?行业现状如何?未来发展方向主要是什么?其技术难题和发展瓶颈如何解决?如何将3D打印真正实现产业化?为此,笔者采访了众多3D打印行业内的著名专家学者和知名企业家,共同探讨了3D打印的现状和未来。
许小曙博士,华曙高科创始人、董事长、技术研发部总监,福布斯杂志封面人物,美国AMUG(AdditiveManufacturingUsersGroup)理事会唯一亚太地区理事。曾获得过“世界100位应用科学领域突出贡献奖”、“最佳人工智能奖”、世界研究与开发100奖(R&D100誉为工业界的诺贝尔奖)、“DinosaurAward——恐龙奖”(终身成就奖)等世界级份量的奖项。以下是采访实录。(部分地方有所删减)
【笔者】:3D打印从提出理论发展到现在不到30年,却获得了飞速发展,未来前景十分广阔。当初,是什么契机使您当初认准并进入了这个行业?
【许小曙】:在美国的时候,我先后在美国焊接研究所、Trilogy、3DSystems以及SolidConcepts等3D打印公司工作,主要负责技术研发,特别是对“SLS技术(SelectiveLaserSintering,即选择性激光烧结技术)”倾注了大量心血。国外3D打印技术进入制造领域比较早,但两家3D打印龙头企业采用技术垄断,严重阻碍了SLS的发展和应用普及。一个国家的富强少不了科学技术的支撑,而我国的传统制造业依旧以劳动密集型为主,所以当下我国急需普及3D打印技术来提升整个国家的制造水平,传统制造行业也急需新的血液。在这样的背景下,我怀揣一个报国梦,凭着一腔热血,回国发展。在对国内3D打印领域的市场环境进行了调查和分析后,我选择长沙作为公司注册地。一方面长沙是我的故乡,我始终有一种故土情节;另一方面,长沙作为后起的中部城市,具有扎实的制造业基础和良好产业结构,具备承载新兴产业发展的条件。
经过6年的发展,如今的华曙高科已成为工业级3D打印领航企业、全国唯一的3D打印智能制造示范基地,拥有包含“选择性激光烧结”与“选区激光熔化”技术的两大系列3D打印设备和3D打印材料,和高分子复杂结构增材制造国家工程实验室、全球性的应用开发体系和全球销售服务网络。核心技术均源于企业的自主知识产权,我们的产品更是走出了国门,销往美国、德国、俄罗斯、韩国等全球20多个国家,在未来,华曙高科还将不断拿出更多科研成果来回报祖国。
【笔者】:最近几年,3D打印的研发才真正有了规模,市场前景广阔。您认为当前国内的3D打印市场如何?未来的发展方向主要是什么?
【许小曙】:目前,我国的3D打印已经形成比较完善的技术体系,应用范围不断拓展,市场规模快速增长。我个人认为,当前国内3D打印市场呈现出三个特点:
首先,我国3D打印技术产业化仍处于起步阶段,与先进国家相比存在较大差距,但近年来,中国在这一领域正在大踏步地前进着,速度相当惊人,越来越多的资本、公司和优秀创意都涌向了3D打印领域。3D打印技术将会大大降低劳动力成本,这对于亟待转型的中国经济来说,具有非常重要的意义。
其次,国家目前高度重视这一技术,已经把3D打印作为重要的战略性新兴产业,国家政策层面的推动与扶持给我们3D打印从业者带来更多的信心。今年初,国家工业和信息化部、发展改革委、财政部研究制定颁布《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》,无疑给3D打印产业发展注入了一支强心剂;国家主席习近平、总理李克强也明确表示要加快3D打印等新技术产业的发展;同时,科技部等有关部门正在对国家重点研发计划增材制造(3D打印)立项,计划用三年的时间,投入约20亿元研发3D打印主流技术和主流装备,并对重点应用领域研发作出示范。可以说无论是领导重视还是政策资金支持,3D打印已经处于国家重点扶持行业的战略位置。
第三,越来越多的新兴企业进入3D打印市场,3D打印技术也成为中国制造业追逐的热点。在此大背景下,3D打印产业将迎来巨大的发展机遇和挑战,因此企业只有加强核心技术研发,加快3D打印产业发展,才能引领行业发展潮流。在这个理念指引下,华曙高科囊括全球顶尖的3D打印技术研发人才,并由超过20年运营经验的欧洲最大的3D打印服务商德国LSS(Laser-SinterService)公司提供应用研发支持,为全球客户提供具有世界品质的3D打印解决方案。
目前由于受制于技术瓶颈、市场、产业等多方面因素,我国3D打印技术与传统大批量标准化生产模式的并存、互补,这才是制造业的发展趋势。
【笔者】:如今3D打印市场火热,可产业化却依旧是困扰着大家的一个难题,贵公司是如何解决这一难题的?能否和我们分享一些宝贵的经验。
【许小曙】:产业化应用能否跟进仍是3D打印产业加速发展面临的重要瓶颈,对于国内企业来说,材料、技术、成本、人才等诸多问题都有待解决和完善。
从我创立华曙开始,就一直在探索3D打印产业化模式。有几点我认为是必须要坚持的:首先是以技术创新为核心,只有拥有核心的技术才能有可靠的市场竞争力与话语主动权。这也是我们愿意花几年的时间、在几乎没有收入的情况下专注于研制自己的设备和材料,而没有被许多外界因素所干扰的原因,事实证明这个做法是正确的;其次是人才培养与团队建设,这一点我们一直都十分重视。人才一直都是企业赖以生存的根本,因此以人为本是我们的企业文化中的一项重要精神。向着成为一家向市场提供高品质设备、材料产品及整体解决方案服务,拥有完善产业体系、成熟运营模式的国际优秀3D打印企业的目标,我们一直在努力。
还有一点是开放式3D打印平台理念。欧美3D打印龙头企业起步都比我们早,在过去几十年的营销策略上都是采取封闭式手段,比如材料和设备的绑定,使得客户都不能使用第三方材料,更不能研发适用于自己产品的材料,实践证明这种营销手段极大地制约了3D打印技术的发展。华曙高科致力于提供开放式3D打印平台,我们鼓励用户使用不同的3D打印材料,我认为只有整个3D打印行业都来参与技术创新和材料研发,整个行业才能得到迅猛的扩展。