3D打印產(chǎn)業(yè)化尚待時日

文/本刊記者 王漪

3D打印技術(shù)一經(jīng)問世，因其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，便迅速被全球產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。為了加快我國增材制造(又稱“3D打印”)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，日前國家多部委研究制定了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015-2016年)》。在個性化需求逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位的消費時代，看上去很美的3D打印產(chǎn)業(yè)化將會為我國的制造業(yè)以及個人消費領(lǐng)域帶來什么？

3 D打印并非萬能

看過007系列電影《大破天幕殺機》的觀眾，或許會對其中那輛1960年的阿斯頓·馬丁DB5汽車被炸成碎片的情節(jié)記憶猶新，而這部車便是通過3D打印技術(shù)制作的。所謂“3D打印”是一種快速成型技術(shù)，又稱增材制造技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，使用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機所使用的各種原材料就相當(dāng)于普通打印機里的墨水，通過材料的逐層打印堆疊實現(xiàn)立體效果。其技術(shù)特點在于可以為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件免去開發(fā)開模環(huán)節(jié)，滿足人們的個性化需求，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，從而節(jié)省出更多的人力和資金。

3D打印在我國已從由“概念”逐漸轉(zhuǎn)向 “應(yīng)用”。從中央到地方，各級政府都在積極制定未來3D打印行業(yè)發(fā)展的方向性策略，市場上的各項融資活動也較為密集。今年2月，國家工信部、發(fā)展改革委和財政部發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015-2016年）》，根據(jù)這份《計劃》，到2016年，我國將初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系，整體技術(shù)水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國際先進水平，在國際市場上占有較大的市場份額。具體計劃包括增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入實現(xiàn)年均增長速度30%以上；形成2-3家具有較強國際競爭力的增材制造企業(yè)；研發(fā)一批自主裝備、核心器件及成形材料；建立5-6家增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心，完善扶持政策，形成較為完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系等。

“這有利于全社會加深對3D打印新的認(rèn)識，同時也表明國家層面對3D打印的重視，是一個積極的信號，但推進計劃未見具體時間表和扶持配套政策，比較宏觀?！敝袊?D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟相關(guān)負(fù)責(zé)人建議有關(guān)部門加速制定推進時間表以及具體配套政策，并認(rèn)為工業(yè)領(lǐng)域仍將是未來3D打印最主要的市場，同時應(yīng)側(cè)重在航空航天領(lǐng)域和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。據(jù)了解，目前空中客車公司已開始使用3D打印零件，而波音公司也針對很多3D打印的零部件申請了專利。

對于3D打印對于我國產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展帶來的變革，經(jīng)濟學(xué)家劉志彪表示，由于其超強的設(shè)計能力，3D打印可帶動我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，而其精密化的“打印”則可取代低附加值產(chǎn)業(yè)，成為高附加值的精益制造業(yè)，同時它為新材料提供發(fā)展機遇，此外還能促使研發(fā)和設(shè)計等非實體性活動成為產(chǎn)業(yè)鏈中的高端環(huán)節(jié)，從而推動制造業(yè)價值鏈的攀升和制造服務(wù)水平的提升。

有學(xué)者曾表示3D打印技術(shù)將帶來第三次工業(yè)革命，但其實該產(chǎn)業(yè)在全球的發(fā)展尚處于初級階段，盡管3D打印技術(shù)被認(rèn)為可用來重整國家制造業(yè)競爭力，但其實短期內(nèi)還難以顛覆整個傳統(tǒng)制造業(yè)模式。這種新型精密技術(shù)與信息化技術(shù)的融合，與機器大生產(chǎn)是平行關(guān)系，其次3D打印原材料種類有限，并非所有產(chǎn)品都能打印出來。而個性化打印成本極高，只有規(guī)?；拍芙档统杀?。

打印體驗館探奇

現(xiàn)階段，國內(nèi)3D打印企業(yè)的業(yè)務(wù)范疇大多包括材料供應(yīng)，設(shè)備制造和打印服務(wù)。隨著人們對“個性化”重視程度越來越高，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，在個人消費領(lǐng)域，3D打印行業(yè)預(yù)計仍會保持較高的增速，有助于拉動個人桌面3D打印設(shè)備的需求，同時促進樹脂和塑料等上游打印材料的消費。

隨著3D打印行業(yè)展會的增多，人們對于這一新生事物的了解也逐漸深入

當(dāng)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的3D打印，在進入大眾視野后，便一下變成了時尚新潮的代名詞，許多生活中的常見物品均可使用3D打印。上拓3D打印體驗館的工作人員向記者介紹，只要有一臺3D打印機和數(shù)據(jù)，就可以讓紙上的圖像變成實物，但是不同的打印機需要適應(yīng)不同的材質(zhì)，要看研發(fā)人員從事哪方面的研究，目前打印原料在材質(zhì)上以樹脂工程塑料、石膏粉和尼龍為主，也有可以打印鈦合金和金屬材質(zhì)的打印機。

栩栩如生、顏色鮮艷的3D打印產(chǎn)品

記者在體驗館內(nèi)看到不少3D打印產(chǎn)品，多為玩具、鞋、杯墊等模具，顏色鮮艷，材質(zhì)和軟硬度也不同，有的還是半透明的膠狀，從表面很容易看出“逐層打印”的痕跡，雖然體積不大，但讓人看了感覺很新奇。而真正讓普通人近距離接觸和感受3D打印樂趣的則是“真人模型”，此前市場上雖然也有不少制作真人模型的商家，但均是根據(jù)消費者所提供的人像照片上的體貌特征來制作，而3D打印機生成的真人模型則是嚴(yán)格依照人體比例、相貌打印出來的。

工作人員還向記者講解演示了3D打印真人模型的過程，首先消費者站在一塊白布前，身體前方各有兩盞燈，用來提高環(huán)境亮度，工作人員拿著手持掃描儀，圍繞著消費者自下而上進行360度全身掃描，這一過程大概持續(xù)兩分半鐘。隨后將采集到的各種比例和色彩信息傳輸?shù)脚赃叺碾娔X中，生成打印數(shù)據(jù)，連上3D打印機就可以直接打印了。幾個小時之后，一個完全按照消費者身材比例和相貌服飾特征的真人模型就完成了。記者拿起一個15CM高的真人模型，感覺手里沉甸甸的，皮膚紋路和衣服皺褶都清晰可見，但人臉上的表情并不太生動。據(jù)了解，目前絕大多數(shù)的真人模型的原料均為高分子聚合材質(zhì)，尺寸也有不同選擇。工作人員表示，有的顧客喜歡表面光滑的，有的則喜歡磨砂手感的，現(xiàn)在全國各地制作出來的產(chǎn)品精度都差不多。

擁有一臺3D打印機，通過傳輸打印數(shù)據(jù)，就能讓紙上圖像變?yōu)楝F(xiàn)實

盡管這一產(chǎn)品比原有的人像模型制作技術(shù)先進，精準(zhǔn)度大幅提升，但由于制作價格較高，因此仍讓一般消費者望而卻步。記者在另一家3D真人秀館內(nèi)的價目表上看到，一個12CM高的迷你版人像模型價格為1765元，15CM的2116元，最大的24CM模型則需要4339元。業(yè)內(nèi)專家表示，3D技術(shù)目前仍屬前沿科技，在個人消費領(lǐng)域的制作生產(chǎn)成本在一段時間內(nèi)會保持在比較高的水平。據(jù)工作人員介紹，前期直接到體驗館制作真人秀的顧客大多是消費能力較強，對新鮮事物保有好奇心的年輕人，但從加盟店反饋上來的數(shù)據(jù)看，制作模型的顧客數(shù)量正在逐步上升。

價格因素致消費不易

盡管近年來3D技術(shù)以及相關(guān)概念已被熱炒幾輪，但始終與大眾的日常消費保持距離。普通人做一件自己的真人秀感覺價格昂貴，但如果是即將步入婚姻殿堂的新人，對于制作一份難忘的回憶則很感興趣，自然也舍得花錢。目前許多3D打印館都與婚紗攝影店合作，推出新郎新娘婚紗3D真人秀。3D打印行業(yè)從業(yè)者李海潮告訴記者，在人生最美好的時刻凝固成微縮模型是照片無法實現(xiàn)的，因此這類生意普遍不錯。同樣，為孩子在每年制作成長模型，也成為不少打印館的經(jīng)營項目，從1歲到12歲，每年為孩子制作一個模型，完全按照身高比例和相貌特征記錄孩子的成長過程。他說開拓3D打印市場就要根據(jù)大眾需求，尋找技術(shù)特點和市場之間的契合點。

3D打印機器人

與此同時，3D打印機正逐漸成為許多小型零部件、模具企業(yè)和動漫模型愛好者值得入手的產(chǎn)品。過去制作一款新產(chǎn)品，要先做好蠟?zāi)?，但初次生產(chǎn)一旦發(fā)現(xiàn)成品不符合要求就要重新制作，花費時間長，感覺很麻煩，有了3D打印機則只要修改數(shù)據(jù)，重新打印即可。目前可供家庭或者小型企業(yè)使用的設(shè)備一般都在幾萬元左右。學(xué)校對于各種模型模具的需求，也讓他們成為3D打印機的潛在客戶，自己設(shè)定數(shù)據(jù)打印課堂上使用的模型，易于變化，滿足課堂需求。

但也有不少3D打印產(chǎn)品看起來驚艷，但實際操作起來卻并不像描述那樣簡便或者可靠。目前市面上已有由3D打印機制作出來的巧克力，但很多消費者卻擔(dān)心這類食品的安全質(zhì)量是否達(dá)到了可食用的標(biāo)準(zhǔn)。再比如，許多人都聽說過由3D打印機制造出來的汽車，聽上去好像簡單得只需通過打印輪胎、座椅、車窗、方向盤等零部件，然后把它們組裝在一起，就可以開著上路了。但實際遠(yuǎn)沒這么簡單，由于各種零部件材質(zhì)不同，因此需要適用于金屬、塑料、復(fù)合材料等不同的3D打印設(shè)備，并分配給不同的打印廠商制作，體現(xiàn)出每種設(shè)備的優(yōu)異性能，然后再拼裝接焊，因此目前人們看到的“3D打印汽車”多是作為一種概念來展示。

李海潮表示，3D打印在個人消費領(lǐng)域的應(yīng)用推廣速度取決于人們對這一技術(shù)認(rèn)知的不斷提高，以及軟件設(shè)計、制作文件庫等輔助平臺的發(fā)展。而無論個人消費還是工業(yè)制造領(lǐng)域，只有產(chǎn)業(yè)鏈上的各環(huán)節(jié)產(chǎn)生專業(yè)化分離，出現(xiàn)專業(yè)材料供應(yīng)商和打印企業(yè)，3D打印的產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)才能獨立或向下游企業(yè)轉(zhuǎn)移，成為真正意義上的制造工具。