沒長大的3D打印

鄧超

中國的年輕人為科技博客上3D打印的是是非非興奮時(shí)，作為早期投資者，深創(chuàng)投最近卻從國內(nèi)主要3D打印企業(yè)武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司（下稱武漢濱湖）實(shí)現(xiàn)了股權(quán)退出。

3D打印原是快速成型技術(shù)中的一種工藝（3DP），通過噴墨的方法用液體黏結(jié)提前鋪好的粉末，以“打印”橫截面的方式逐層創(chuàng)建各部件。由于它采用“加法”形成物體，故又被稱為“增材制造”。近年來媒體將這一形象稱謂推廣到所有快速成型工藝—其基本原理均是由“打印”無數(shù)橫截面累積而成的疊層制造，區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)橫截面的方式不同，如液體黏結(jié)、激光“燒融”等。

之所以退出，深創(chuàng)投的一位負(fù)責(zé)人表示，對市場前景和教授們的經(jīng)營能力均不太認(rèn)可。作為華中科技大學(xué)的前校辦企業(yè)，武漢濱湖在管理體制上存在種種約束?！跋雭硗顿Y的人太多了，我們不缺錢，缺乏管理體制?！蔽錆h濱湖董事長史玉升說。他的另一個(gè)身份是華中科技大學(xué)快速制造中心主任。今年，武漢濱湖啟動(dòng)了股改，并開始了經(jīng)理層的職業(yè)化。

在中國3D打印產(chǎn)業(yè)版圖中，武漢濱湖代表最主要的一類企業(yè)：由從事3D打印相關(guān)技術(shù)研究的高校老師主導(dǎo)成立，研發(fā)費(fèi)用主要來自國家科研項(xiàng)目，市場選擇和研究課題密切相關(guān)。

就像3DP工藝發(fā)源于美國麻省理工學(xué)院，在國內(nèi)，高校系3D打印技術(shù)多多少少都與清華大學(xué)存在淵源。據(jù)清華機(jī)械系副主任林峰回憶，其導(dǎo)師顏永年教授在日本開會(huì)時(shí)了解到了快速成型技術(shù)，回來后便四處搜集資料，同時(shí)發(fā)出多封邀請，希望國外的專家能夠來中國交流，最終只有美國的J.Keverian成行，并帶來四大本資料。之后清華、華中理工（現(xiàn)華中科技大學(xué)）、西安交大等高校便開始這方面的研究，并催生相關(guān)企業(yè)。

清華1992年研制出了國內(nèi)第一臺(tái)快速成型設(shè)備，并在1993年成立產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目—北京殷華激光快速成型與模具技術(shù)有限公司（下稱殷華）。同年成立的北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司（下稱隆源）則獨(dú)立于高校體系外不多的行業(yè)先驅(qū)。

隆源總經(jīng)理馮濤說，投資人的謹(jǐn)慎很正常：“我們是個(gè)歷史比較長的公司，現(xiàn)在營業(yè)額、利潤也不高，如果我是投資公司，這么一個(gè)投資肯定是有問題的。”

困頓先驅(qū)

1993年，主修激光快速成型的宗貴升回國，在中關(guān)村與隆源實(shí)業(yè)合作創(chuàng)辦隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)公司，開始與高校企業(yè)一起探索中國3D打印的未來。截至目前，隆源已實(shí)現(xiàn)的銷售收入不過1900萬元，其中機(jī)器銷售不足1100萬元。

1995年，隆源賣出自己的第一臺(tái)設(shè)備，客戶是某航空研究所。該研究所除了用這臺(tái)機(jī)器輔助研發(fā)航空設(shè)備外，還讓其參與自己的副業(yè)—高爾夫球頭的設(shè)計(jì)。但讓宗貴升沒有想到的是，隆源賣出第二臺(tái)設(shè)備要等到1998年。

20世紀(jì)90年代中期，中國進(jìn)入快速成型設(shè)備使用的第一個(gè)高潮，一些大型電子設(shè)備廠商、汽車廠商開始“嘗鮮”。華中理工大學(xué)也于1996年成立自己的快速成型企業(yè)—武漢濱湖，采用的是與隆源同樣的激光燒結(jié)工藝（SLS）。

1998年，隆源賬面上只剩34萬元現(xiàn)金，要養(yǎng)活14個(gè)人，母公司隆源實(shí)業(yè)要求其遷往他址。此時(shí)，國家資助天津、西安、寧波、武漢、深圳五個(gè)城市成立以快速成型技術(shù)為主的生產(chǎn)力促進(jìn)中心，試圖發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的服務(wù)作用。這次天津服務(wù)中心的承辦方天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)研究所選擇了隆源，之后寧波方面也向隆源下了訂單。此后，隆源業(yè)績略見好轉(zhuǎn)。

進(jìn)入21世紀(jì)，國家將快速成型制造列入高職教育的培養(yǎng)方案，拉開了教育界對這類設(shè)備的采購熱潮，殷華、濱湖等企業(yè)獲得了成長空間。但由于隆源將產(chǎn)品定位于百萬級的工業(yè)設(shè)備，卻在這波市場發(fā)展中收獲甚微，這也暴露隆源產(chǎn)品單一、研發(fā)不足的問題。2001年前后，隆源每年可銷售十一二臺(tái)設(shè)備，年收入1000多萬元。

在馮濤看來，隆源不賺錢的原因比較復(fù)雜，但一個(gè)主要原因在于，“因?yàn)閲鴥?nèi)的商業(yè)環(huán)境，這東西價(jià)格被拉下來了。”隆源在一些公開招標(biāo)中，經(jīng)常遇到高校背景的同行，而“他總是比我便宜”。其中原因也很容易理解，高校企業(yè)很容易獲得從中央到地方的各項(xiàng)政策支持，如科研資金、土地使用等，這些是市場化程度較高的隆源無法獲得的。

“他們可以很容易地從政府拿到幾百萬元各種項(xiàng)目的基金，而對我們來說這個(gè)難度就要大很多”，馮濤說。在隆源40人的團(tuán)隊(duì)構(gòu)成中僅有七八個(gè)人負(fù)責(zé)研發(fā)。而據(jù)濱湖公司董事長、華中科技大學(xué)快速制造中心主任史玉升教授介紹，華科這邊有數(shù)十人的科研團(tuán)隊(duì)可以為濱湖提供技術(shù)支持。

校辦化特色鮮明，給中國3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來的影響還不僅于此。曾在美國3D Systems公司任技術(shù)總監(jiān)的許小曙，2009年年底回國創(chuàng)立湖南華曙，從事3D打印開發(fā)。他曾經(jīng)這樣評價(jià)中美3D打印產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出來的差異：“我們那時(shí)候搞3D，一個(gè)項(xiàng)目出來，一定要有經(jīng)濟(jì)效益，所以在選題各方面非常謹(jǐn)慎。國內(nèi)依托于高校形成的公司有一個(gè)缺點(diǎn)，很多東西都嘗試過，但是沒有最后形成一個(gè)真正能夠商業(yè)化、產(chǎn)生效益的結(jié)果，最后可能就是做了一臺(tái)樣機(jī)，發(fā)表一篇文章，得了一個(gè)什么獎(jiǎng)，然后就停在那里，沒有往下走的東西了。我覺得這非常不好?！?/p>

也因此，并不是所有校辦企業(yè)都能發(fā)展好。于是，2003年，殷華的幾個(gè)管理者創(chuàng)辦了他們自己的公司—太爾時(shí)代，最初以生產(chǎn)十萬到五十萬元的工業(yè)級設(shè)備為主。

市場邊界

雖然美國主要3D打印企業(yè)3D Systems和Stratasys，已經(jīng)在達(dá)斯達(dá)克上市多年。但據(jù)評估，目前，全球3D打印市場一年的市場總量不過20億美元，而國內(nèi)只有不到2億元人民幣。北極光副總裁黃河在3D打印領(lǐng)域“一直在看，但是沒有看到比較合適的標(biāo)的”，他說，主要原因在于，“沒有規(guī)?；氖袌觯€應(yīng)該等一等”。

快速成型技術(shù)主要有三類應(yīng)用：一是制造原型件驗(yàn)證設(shè)計(jì)；二是“打印”蠟?zāi)?、砂型間接參與鑄造；三是生產(chǎn)功能件直接使用。

3D打印可以加快新產(chǎn)品的研發(fā)，并解決傳統(tǒng)方法無法加工的難題。史玉升說，“從開發(fā)的角度講，如果你用傳統(tǒng)方法，開模具甚至就是幾百萬，時(shí)間周期長，開一個(gè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋可能就是半年左右，打印機(jī)的話只需半個(gè)月。”就生產(chǎn)功能件而言，目前有了兩個(gè)領(lǐng)域：一個(gè)是高端制作，如對可靠性要求高、形狀復(fù)雜的飛機(jī)部件，以北航、西北工大的產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目為代表；另一個(gè)領(lǐng)域是各種醫(yī)療應(yīng)用，目前，清華等大學(xué)正在嘗試這方面的應(yīng)用拓展。此外，還有部分用于個(gè)性化生產(chǎn)。

直接生產(chǎn)功能件是當(dāng)前美國興起的這股3D打印熱潮的主流應(yīng)用，而國內(nèi)仍以第一類應(yīng)用為主?！皣庥?0%- 50%的產(chǎn)品是直接做終端產(chǎn)品樣機(jī)，而國內(nèi)基本上還是在功能性測試、研發(fā)階段來用這個(gè)技術(shù)?！痹S小曙說。

因此，在業(yè)內(nèi)人士看來，3D打印市場的大小和中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，“國家向原創(chuàng)型、技術(shù)開發(fā)型轉(zhuǎn)變，需求就多，搞代工就不需要?！笔酚裆f。

而即便是用于模具加工，3D打印同樣面臨著競爭性技術(shù)。2003年，數(shù)控手板開始在中國興起，手板是在開模具之前根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙制作的樣板，早期用手工加工，精度差、費(fèi)時(shí)，但數(shù)控機(jī)床大規(guī)模推廣后，手板加工也迎來了革新，而3D打印出原型雖然快，但成本高、材質(zhì)受限，綜合優(yōu)勢較手板不再明顯，因此受到很大沖擊。之前國家支持的五家生產(chǎn)力促進(jìn)中心或關(guān)閉或轉(zhuǎn)型，最后只剩天津一家。

馮濤的應(yīng)對之策是將原本的塑料件成型服務(wù)調(diào)整為快速鑄造，以生產(chǎn)鑄造時(shí)用的蠟?zāi)！⑸靶緸橹鳎ㄓ靡孕纬设T件內(nèi)部結(jié)構(gòu)）。隆源的這項(xiàng)業(yè)務(wù)很受用戶青睞，據(jù)稱解決了一些鑄造中長久未解的難題，還拿到不少軍工訂單。另外，在機(jī)器價(jià)格無法與高校系企業(yè)競爭的情況下，“做服務(wù)可以回避掉這個(gè)問題”。這也是中國較為獨(dú)特的應(yīng)用模式。美國鑄造業(yè)早已外流，而中國則是個(gè)鑄造業(yè)大國，也因?yàn)榇耍?D Systems和另一家3D打印廠家德國EOS的高管都曾經(jīng)到隆源參觀，尋求合作的可能性。

馮濤表示，隆源的轉(zhuǎn)型一是受手板的沖擊，二是沒有自主耗材無法提高機(jī)器附加值，同時(shí)也擔(dān)心企業(yè)發(fā)展受耗材進(jìn)口的制約，“3D Systems和EOS主要賺錢是靠材料”。無錫飛而康需要的金屬粉末從國外進(jìn)口，受出口管制，每次只能進(jìn)20公斤。

事實(shí)上，不獨(dú)材料，大多數(shù)國內(nèi)3D打印企業(yè)的核心器件都來自進(jìn)口。馮濤告訴記者，其售價(jià)100多萬元的設(shè)備需要進(jìn)口的有10萬元的激光器、近兩萬元的控制電路、20萬元的光學(xué)振鏡，公司每年還要向歐洲一家公司支付十幾萬元軟件服務(wù)費(fèi)。

快速成型領(lǐng)域有多種工藝需要使用激光器，《創(chuàng)業(yè)家》記者采訪到的隆源、濱湖、華曙等企業(yè)所用的激光器均為進(jìn)口。史玉升表示進(jìn)口激光器所花的費(fèi)用平均會(huì)占設(shè)備總成本的1/3。只有北京航空航天大學(xué)的王華明教授表示他所用的激光器不需要進(jìn)口，“做選擇性激光燒結(jié)用的激光器雖然很小，但是它的光學(xué)質(zhì)量要求比較高，所以現(xiàn)在都是從國外進(jìn)口的”。

許小曙創(chuàng)業(yè)之初便強(qiáng)調(diào)設(shè)備和耗材同等重要，并自主研發(fā)了尼龍材料，華曙今年的銷售額不到2000萬元，其中有一半來自這種耗材的銷售，據(jù)稱他的材料在國際上比同類產(chǎn)品便宜20%—30%。

桌面級應(yīng)用興起

在耗材制約國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，得益于ABS工程塑料的國產(chǎn)化，近兩年來桌面級（萬元以內(nèi)）快速成型設(shè)備在中國興起。這類桌面級機(jī)器多采用熔融層積成型技術(shù)（FDM），將絲狀材料融化后逐層噴涂成型。它們使用的耗材ABS，市場售價(jià)幾十元一公斤，經(jīng)一些快速成型廠商加工后可以賣到數(shù)百元。

而與美國一樣，隨著FDM技術(shù)專利過期并逐漸開源，更多創(chuàng)業(yè)者投身到這個(gè)行業(yè)，比如成立于2009年的杭州銘展?！秳?chuàng)業(yè)家》記者通過對閃鑄、銘展等桌面級設(shè)備廠商的采訪了解到，要進(jìn)入3D打印市場并不難，“英文好，有些機(jī)加工基礎(chǔ)就能自己做”，“也有3000元一套的散件自己組裝”。但要想賺錢卻不容易，銘展創(chuàng)始人金濤告訴記者，公司每年收入不過300萬元，一半來自快速成型服務(wù)，另一半來自自主品牌機(jī)器。

國內(nèi)市場較小，國內(nèi)企業(yè)也開始拓展海外市場。太爾時(shí)代自2010年也開始生產(chǎn)桌面級設(shè)備，其名為“UP！”的產(chǎn)品已累積出口近4000臺(tái)，據(jù)美國咨詢公司W(wǎng)ohlers Associates出具的報(bào)告顯示，太爾時(shí)代5000美元以上級別的設(shè)備在2011年占全球總銷量的4%，排名第七。公司總經(jīng)理郭戈介紹，雖然有開源技術(shù)，但其桌面級產(chǎn)品應(yīng)用了很多自主技術(shù)，特別是軟件方面均為自主開發(fā)，“怎么把模型分成層片？怎么規(guī)劃路徑？軟件是來控制這個(gè)過程的，是核心和靈魂”。

但風(fēng)險(xiǎn)同樣不小?？焖俪尚皖I(lǐng)域的幾種主流工藝在美國均有專利注冊，華曙在國外銷售上會(huì)采取與專利所有方進(jìn)行合作銷售的方法。許小曙說，他們在設(shè)計(jì)方面盡量規(guī)避專利，但“哪怕你沒有專利問題他也會(huì)跟你打官司的”，“（大公司）打官司不是要打贏官司，是要把你（小公司）耗死”。

《創(chuàng)業(yè)家》記者采訪到的六家企業(yè)均表示近期很受資本市場的關(guān)注，但均未達(dá)成投資意向。對此，史玉升表示：“投資人想要短期取得效益，鑄造技術(shù)幾千年了，這個(gè)技術(shù)才二十年，你要給它成長的時(shí)間”。在許小曙看來，中國目前的情況和美國20世紀(jì)90年代中期（1995、1996年）的情況非常相似，“處在爆發(fā)性成長的前期，開始意識到這個(gè)技術(shù)，但是還沒有廣泛地得到應(yīng)用”。

有人講3D打印技術(shù)將來會(huì)替代傳統(tǒng)制造業(yè)，引領(lǐng)第三次工業(yè)革命，王華明說，要冷靜，“未來的工廠就是一個(gè)人的工廠，自己設(shè)計(jì)、制造？可能缺個(gè)扣子，打印出來，這個(gè)行?！?/p>