3D打印产业化路在何方？精密铸造可能是个突破口

据了解，在这不到一年的时间里，不少企业已经悄然转型，甚至伏倒在了前行的路上。与其说这是一场“物竞天择”模式的重演，我们倒更倾向于把它比作泡沫破裂之后漫长黑夜的降临。夜里不仅漂浮着“适者生存”大清洗式的血腥，也暗藏了扛旗者的坚守和对“路在何方”的理性沉思与艰难探寻。

回顾 ｜ 盛世下的3D打印泡沫

2007年，全球著名硬件开源项目Reprap公布了PrusaMendel这一型号3D打印机的全部图纸和程序代码；2009年，全球最大的3D打印机公司StrataSys公司的FDM部分专利到期，打开了3D打印技术开源运动的大门，一时间，无数的技术爱好者和创业公司涌入了这一领域。2012年，美国《The Economist》（经济学人）发表专题文章称：“3D打印将成为第三次工业革命”， 以及2013年美国政府将将“3D打印具有革命我们制造每一件事物的潜能”这样的说法放入了白宫国情咨文中，彻底引爆了“3D打印”概念。

国内媒体、政府迅速跟进，形成了以快速成型新技术颠覆传统制造业的燎原态势。3D打印在此时攀上了技术创新潮流的顶点。但是，３D打印也无法逃脱与其它新技术应用一样的“命运曲线”。从2007年到接下来不到5年的时间里，经历了技术萌芽期（Innovation Trigger），2013年从希望膨胀的巅峰期（Peak of Inflated Experctations）向下回落，直到今天走向了泡沫破裂的低谷（Through of Disillusionment）。

大量的3D打印公司倒闭，整个行业仍然没有看到这项技术的广泛运用，所有之前描述过的精彩绝伦的场景都几乎没有实现，之前狂热追捧的投资人也早已无踪无影。黑夜会淹没许多来不及思考出路的人，而那些存活了下来的守夜人，则在不断反思中临渊履薄，战兢前行。

破茧 ｜ 推动3D打印杀入精密铸造行业

在整个行业低迷之时，不久前，国内三家企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用，在全球范围内向客户提供小批量、复杂结构的金属零部件制造服务。这是一场由两位3D打印的行业守夜人主导的革命性转型，预示着一次由3D打印技术带来的新的飞跃：从制作样件向制造最终零部件，从单一样件制作向小规模多批次生产、甚至大批量生产进军。

这项新的应用，浓缩了三家公司多年的心血：数据从南京壹千零壹号的综合云制造平台上传，发送到1001号核心工厂中的工业级FDM（FFF）核心生产线，运用PolyMaker最新研制的PolyCast材料和PolySmooth技术，打印出工业腊件，然后送入鑫宇精工的自动化精密铸造生产线，最终得到完全符合工业标准的金属零部件。在不远的将来，三家企业将联合推出国内最先进的无尘精密铸造车间，将新技术和传统工艺紧密地结合，为3D打印技术寻找一片新的“蓝海”。

反思｜蓝海在哪里？甜水井在哪里？

以FDM技术应用为主带动了过去几年3D打印的繁荣。几年间，大量的桌面级别的设备涌向社会，使得这个新技术进入普罗大众的视野，打造出了一场3D打印的科普狂欢。

然而，当国内仍旧热衷于谈论桌面级别的3D打印设备在消费级市场中的井喷式发展之时，作为3D打印桌面机行业风向标的Makerbot已于2013年委身于行业巨头StrataSys，并于2015年再度裁员不再生产设备，以及另一位巨头3DSystem旗下桌面级品牌Cube系列停产等一系列现象，可谓是“冰火两重天”。在深圳一带的小工厂里，一台普通的桌面机3D打印设备的提货价不足千元，这一领域现在已经陷入了价格战的泥潭。

将3D打印应用于工业原型样件（Prototype）是当前该技术在工业生产领域结合最紧密的应用方向之一。据Sculpteo最新发布的《2017年3D打印行业调查报告 （TheState of 3Dprinting，Edition 2017）》，原型样件的应用占到整个技术应用的34%，概念产品的验证（Proof of Concept）则占23%，两者叠加已经超过整个3D打印技术应用的50%以上。

而事实上，当前3D打印技术主要应用的工业模型样件市场，一直以来都是传统手板行业的天下。对于那些缺乏传统手板基础的新兴3D打印企业来说，能够从国内手板行业中分得一块蛋糕也是异常的艰难。据行业统计，当前工业模型行业的利润率其实不到20％，且工业模型的制作往往只是从0到1的个性化试制，缺乏规模化生产的庞大价值体系。规模分散、利润不足、竞争激烈，使得很多以3D打印服务为主业的公司，也面临非常巨大的生存压力。

行业成本压力的不断增加，竞争环境日趋恶化，核心技术仍然与海外有很大差距。企业未来要生存下来，就要找到自己的“甜水井”。笔者采访了上面几家公司的经营者，大家都共同认为：

·3D打印必须要在传统制造业中找到落脚点，必须要“融入”和“改善”，而不是“颠覆”传同行业，口号式的思想用于经营企业是危险的；

·3D打印本质是制造，制造的核心就是质量和成本，没有规模效应，就很难生存，必须要把3D打印从制造样件的位置，挪到生产最终产品和小批量、大批量制造的路子上去；

·找到技术独特的优势，并且发挥到极致，找一个很精准的点进行饱和攻击。

未来｜铸造业是新的一片蓝海

调查显示，铸造市场的规模是工业样件市场的近1000倍。据中国铸造协会统计，2010年我国铸造企业数量多达30000家，居全球首位；另中国机械工业联合会统计，2010年中国铸造业规模以上企业仅5957家，平均单厂年产量为3506吨。精密铸造是铸造业中技术水平最高、工艺最复杂、利润率最高的细分领域，很大一部分的航空、汽车的复杂零部件，都是用这种工艺生产的。

由于每一个精密铸造零件都必须对应一个蜡模和形壳，目前上文中使用的3D打印材料PolyCast，已经达到了3/100000的灰烬度，从工艺性能上足以替代传统的铸造蜡。而1001号的3D打印的集群已经完全使用了工业4.0时代的MES系统，全自动化，大大地高了规模化生产的能力。而且，由于新材料在常温下不会变形，使得在大型铸造件上，有更加明显的优势。

新的“3D打印+精密铸造”的工艺相较于直接的金属3D打印工艺(SLM/EBM/DMLS等)，在成本和材料的选择方面，也有无可比拟的优势：

1）在当前技术条件下，金属3D打印的设备成本、材料成本、维护升本都非常的高，比“3D打印+精密铸造”的成本高出至少一个数量级；

2）直接3D打印金属可选择的材料种类也多局限于钛合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢等有限的种类里，传统的铸造工艺对金属的种类没有特别的限制；

3）金属直接3D打印当前还是一座技术“孤岛”， “3D打印+精密铸造”却能够与行业里面上万家企业合作，充分杠杆成熟产业带来的全局性的优势。

切入精密铸造行业，仅仅是3D打印技术应用落地的一个探索，我们坚信未来会有更多的技术应用的出现。这有赖于全行业在技术创新上孜孜不倦。作为新的制造技术，如何面对质量、成本、速度的永恒课题，是行业同行者要不断面临的挑战，让我们拭目以待。