3D打印教育行业瓶颈亟待攻破

2013年3D打印有一个里程碑式的事件，通用电气公司利用3D打印技术为其最新飞机制造超过8.5万个喷气发动机燃料喷嘴。与传统方法不同的是，他们不再需要组装20个不同的零部件，而是利用3D打印机一体成型。

2016年，一栋400平方米的两层别墅在北京通州区宋庄镇的工业区亮相，整个别墅的墙体都是用3D打印技术整体打印而成，工期仅45天。

3D打印技术被誉为引领第三次工业革命的新技术，近年来备受瞩目，不但引领科技行业走向一个新的方向，同时也为教育行业带来新的发展契机。据报道，2016年国内几乎大城市的中小学都配置了3D打印机。国内的3D打印教育应用情况发展如何？存在那些桎梏及解决办法？3D打印上市公司的发展和盈利能力如何？未来有怎样的发展趋势？

一、3D打印技术研究派系分布图

3D打印作为高端制造技术的指引者备受业界重视，国内开展3D打印技术研究的时间基本与世界同步，目前开展3D打印研究的几个单位各有特色。清华大学在国内较早地开展了3D打印技术研究，研究领域主要是在电子束选区熔化技术方面，并且研发了相关的3D打印设备。北航开发出飞机大型整体钛合金主承力结构件激光快速成形工程化成套装备。西北工业大学建立了激光快速成形系统，针对多种金属材料开展了工艺实验;华中科技大学对金属材料及高分子材料的3D打印进行了研究;西安交通大学在生物医学用内置物的3D打印以及金属材料的激光熔融沉积成形方面开展了工作，完成了多例骨科3D打印个性化修复的临床案例。国内比较著名的 3D 打印企业与高校之间的关系，及其从事 3D 打印产业的相关情况见表1 所示。

表1 国内主要3D打印产业公司业务及其支撑科研团队

据调查显示，2015年国外主要3D打印上市公司处于亏损或微利状态，国内主要3D打印上市公司的状况亦是如此。据悉，国外3D打印上市公司的上市地点以纳斯达克为主，其中包括Faro、Materialise Nv、Exone Co、Stratasys，3D打印巨头3D Systems将上市地点选在了纽交所。在这些国外3D打印上市公司中，Faro、SLM Solutions处于微利的状态，其余上市公司处于亏损的状态，Stratasys亏损的程度比较高。

相对而言，国内3D打印行业的上市公司较少，包括先临三维、峰华卓立、联泰科技、三的部落、嘉一高科。国内大部分3D打印公司把上市地点选在新三板，三的部落将上市地点选在了上海股权托管交易中心。在国内3D打印上市公司中，联泰科技、先临三维以及峰华卓立处于盈利的状态，其余上市公司处于亏损的状态。

3D打印上市公司对教育都抱有极大期望，先临三维的三大业务布局之一就是在教育创意消费领域以 3D 打印创新教室和 3D 打印创新体检中心商业模式为抓手，结合3D数据云平台，通过线上线下、校内校外，快速予以复制推进，激发广大学生、家庭、大众消费者对 3D 打印产品的消费热情和兴趣。与教育相结合，成为了3D打印行业突破的方向之一。“投资教育，就是投资未来的客户。”先临三维副总经理赵东来说。北科光大耕耘三维技术领域已经近10年，推出了3DCloud照片建模服务平台、3D打印机等产品。但北科光大并没有仅止步于3D产业，而是将其与青少年教育相结合，引进steam教育理念，开发出一系列相关课程并建造巧客3D+智造馆，用寓教于乐的方式，将最新科技送到青少年身边。嘉一高科投资设立武汉嘉一三维教育科技有限公司，致力于3D技术在教育教学的应用，提供3D教育教学整体解决方案。

表2国内主营3D打印上市公司

毛豆科技是全球第一家以3D打印机应用为主业的公司，也是全球首家专为3D打印机开发应用软件的公司。2015年11月25日，幼儿3D打印教育方案商毛豆科技众筹超额融资完成1447万，这是毛豆科技在京东金融发起的一次股权众筹，最终只要了其中709.2万元的投资，本轮毛豆科技的投前估值是3200万元。

表3资本市场对3D打印教育的追捧

3D打印技术能实现虚拟世界与实体世界的有机结合，将触觉和视觉结合，通过学生的触觉抓住核心概念的三维模型，把枯燥的课程变的生动。3D打印与教学结合不在于其技术，而是作为工具，原来抽象的可以通过3D打印成为具体的实物。针对3D打印的校本课程也会不断开发，但其重点依然在于设计，3D打印成为课程的必要载体，就像计算机一样，融合中小学的教育体系。

案例1 中科院3D打印创新实验室

中兴华教育的负责人郑毅骞介绍，“3D打印创新实验室”以中科院广州电子技术研究所的高性能3D打印系统为技术支撑，以教育部“中小学创造力”总课题组为理论指导，整合工信部国家信息技术紧缺人才培养工程的培训认证内容资源，横向联合中国创造力大赛及“钟南山创新奖”评选委员会，形成一套理论与实践并重、兴趣与成果共有的“创新校园”整体解决方案。

据悉，与中科院广州电子技术研究所共建“3D打印创新实验室”的学校目前已遍布全国15个省，下一步将继续为各地中小学与中科院广州电子所、北大考古合作共建牵线搭桥，将3D打印技术与中小学学科融合，引导、鼓励各个共建校立足本地特色、乡土文化构建3D打印校本课程。

案例2 创客教育

2016年3月3日，教育部教育装备研究与发展中心根据教育部工作部署制订了2016年工作要点，把创客教育和“STEAM课程”作为加强创新创造教育研究的中心工作。其中，日益被人们所熟知的3D打印技术成为了创客教育实现和推广的重要桥梁。

目前3D打印机已经被引入一些中小学及高校科研机构，尤其在基础教育领域已开始投入教学。另外也有一些3D打印教育的商业模式涌现，丰富了3D打印在教育领域的应用。3D打印技术服务下的创客教育符合学生的学习天性，促进学生在集体中协作学习，实现多学科的知识融合，将创意变成实物，这也将是未来教育模式的发展方向。

案例3 3D打印的教育培训

2016年底，3D打印职业培训学校在青岛挂牌，是中国3D打印技术产业联盟和世界3D打印产业联盟为缓解3D打印人才短缺，布局的培训基地。同时，在国内3D打印教育的商业模式也开始涌现，包括神州泰岳投资的魔猴网以师资培训为主，“3D打印丰富的案例实例，特别适合职业教育以实例为主的方式，”魔猴网CEO张勇说，“3D打印本身在这块有优势，一是数据多，二是案例多，三是我们能够把真正一线的运营带到学校去”。另外一些创新模式还有，青少年及儿童3D打印教育的idreamer3D，基于社交网络的3D打印在线互动平台D国学堂，杭州铭展联合浙江大学推出的Teach创新学园，以及曼恒数字针对高校开发的“3D互动教学系统”等。

四、行业瓶颈待攻破

国内涉足3D打印的企业仍处于粗放生产设备的阶段，缺少核心龙头企业，更重要的是，国内3D打印企业存在生产效率、材料短缺、缺乏核心技术等问题。

“无法商业化量产，这也是被业内诟病最多的一点。” 究其原因，业内专家透露，一方面3D打印所使用的耗材非常有限。目前3D打印的耗材原料仅有石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料、陶瓷等10多种，且价格较为昂贵，金属尤是。另一方面，3D打印机的价格十分高昂，大多桌面级的3D打印机售价都在2万元人民币左右，国内仿制品的价格在6000元左右，但质量却难以保障。

“3D打印在教育的瓶颈问题有两个，一是缺少师资。二是缺少真正理解3D打印项目的主管领导。”中科院3D打印创新实验室的杨德洪说。“没有实质性成果的3D打印项目，终究会被淘汰”

五、3D打印教育展望：爆发在即

3D打印教育有瓶颈，但发展势头锐不可当。据最新调查显示，3D打印行业2011年全球的收入为17.14亿美元，2015年上涨到51.65亿美元，从2011年2015年3D打印行业的收入保持了30%的复合增速。2016年，3D打印行业依然保持了快速发展的态势。一份来自前瞻产业研究院发布的报告预测到2020年，全球3D打印市场规模将达354亿美元。

在新兴技术领域，3D打印已经走过了炒作阶段，正快步融入人们生产与生活之中。3D教育作为一种优质教育资源和崭新的教育信息化形式，将开创一种全新的教学模式，是未来教育的发展趋势。

3D打印对教育的促进不是单向的，反过来，向教育领域的渗透又能推动3D打印技术的进化。无论是3D打印对教育的促进还是教育对3D产业的反哺，3D打印呈现出的强劲生命力和巨大的发展前景，都让人兴奋。