3D打印批量化生产真的来了吗？

 

3D打印作为新型的制造加工工艺，并不难理解。简单来说，计算机建立3D模型后，运用金属等原材料直接打印出三维立体的物品。由于打印过程中，实物的各个面都是由材料一层层叠加起来，3D打印也被称为增材制造、积层制造（Additive Manufacturing）。

 

相比传统工艺，3D打印在及时制造、复杂制造、个性化制造、特殊环境下制造、任意制造等方面具有优势，因此3D打印被认为是高端制造的重要引擎。但是，近年来国际龙头的表现并不那么尽人意，以Stratasys、3D Systems为例，2015年以来一直处于亏损状态。

 

中国3D打印技术产业联盟执行理事长、广东兰湾智能科技有限公司董事长罗军指出，3D打印表面上看起来一直没有发展起来，实际上是因为我们对它的认识和应用才刚刚开始。诞生才30多年，其应用已经发生很多改变，先是打印模型和样件，后来随着技术进步和材料的增多，逐步开始打印一些功能性产品。现在由于一些新兴技术的不断涌现，3D打印的速度大幅提升，精度和强度显著改变后，3D打印正在迈向一个更新的台阶，那就是批量化制造，直接参与传统制造业的正面竞争。

 

批量化试水

 

不过，目前看来3D打印的应用规模还较小。根据国际数据公司（IDC）的报告，全球3D打印技术相关支出在2018年预计将达到120亿美元，比2017年支出增长19.9%。到2021年，预计全球3D打印行业的支出将达到200亿美元，五年复合增长率达到20.5％，虽然规模不大，但是3D打印行业保持着高增长。

 

其中尤以金属3D打印增速最快，Wohlers Associates的行业报告指出，2017年金属3D打印设备销量约1768台，增长80%，3D打印行业整体增长21%，增长主要由于改进工艺监控和质量保证措施。

 

那么，如何将产业规模继续扩大？3D打印给大众的普遍印象是“定制化”，根据DIY建模实现各种复杂产品的生产。但是要进一步普及3D打印，就需要“批量化”生产，让实验室技术进一步落地到应用场景中。目前来看，由于消费级3D打印设备推广困难，工业级3D打印设备仍是业内焦点。

 

此次佛山南海区3D打印批量化定制中心就是一次尝试，据介绍，定制中心的几十台打印机由惠普提供，设备名为Jet Fusion。英国皇家工程院院士李琳告诉21世纪经济报道记者，现在该中心主要生产塑料器件，包括原型和实用产品，比如传统塑胶注入方法比较麻烦的产品就可以用3D打印。但是，现在还是小批量的生产，同一种器件的生产量在1000个以下，如果是上万个器件的生产，成本还是太高。

 

一方面，3D打印可以结合佛山传统制造业进一步落地，助力南海区大沥镇的商贸、内衣、铝型材等传统产业进行升级，此前广东3D打印应用技术创新中心已经在2015年落户南海区，峰华卓立、中南机械等本土企业将前沿的3D打印技术投入产业化应用中。

 

另一方面，惠普进一步扩大中国的工业3D打印市场，惠普3D打印总裁Stephen Nigro在现场演讲中透露，惠普每年生产140多套3D打印设备，主要在中国市场进行销售。

 

痛点：成本和速度

 

目前3D打印落地的案例主要是To B的商用市场，覆盖了航空、医疗、消费品等制造领域。

 

美国研究公司Gartner的报告预测，到2021年，将有75％的商用飞机使用3D打印部件。比如，GE航空公司的高级涡轮螺旋桨发动机设计，该设计已将855个传统工艺制造的零件转换成12个3D打印零件以及波音的一些3D打印飞机零件。目前，波音飞机正在使用的3D打印部件多达50000余个。

 

在医疗方面，Gartner表示，目前大多数技术都是以教学医院和专业中心为主，Gartner称之为“后台实验室”。而越来越多的医疗设备也要求医生加强对3D打印模型的驾驭能力，预计到2021年，将有25%的医生会通过3D打印模型进行一些术前的准备工作。 

 

李琳在演讲中指出，3D打印作为新的制造技术，在欧洲和美国发展都很快，一是技术工艺本身已经与前几年相比不可同日而语，速度、精度、强度都有了非常大的改进，一些新的工艺、材料、商业模式不断涌现；二是应用越来越广，尤其是在航空航天和军工领域基本全覆盖，在医疗康复、教育领域几乎全覆盖。相比国内，低水平重复建设的多，核心技术研发的少，应用面也不是很广。

 

同时，他也告诉记者，3D打印主要还是应用在高价值产业，因为现在设备“又慢又贵”，成本和打印的速度是发展的两大难点。

 

全球3D打印的应用市场几乎一半在美国，30%在欧洲，我国不足10%。就国内而言，表面上看起来我国3D打印阵容强大，但是却难掩缺乏核心技术、核心人才的窘境。罗军认为，缺乏顶层设计、缺乏核心人才、缺乏深度应用。他表示推动我国3D打印发展要从三个方面入手，一是从应用入手，促进3D打印与传统产业深度融合；二是从教育入手，在职业院校开设3D打印专业，大量培养3D打印卓越工程师、技术大能手；三是从基础研究入手，加强国际合作，共建国际性研发中心、联合实验室。