3D打印，橘子紅了

3D打印進(jìn)入商用時代，商業(yè)模式漸趨成熟，產(chǎn)業(yè)鏈基本成型。海外和本土公司紛紛試水3D打印，爭奪制造業(yè)新生產(chǎn)力的高地。

你是否想擁有一個哆啦A夢的百寶袋？3D打印機(jī)的出現(xiàn)讓這個夢想幾乎觸手可及。只要擁有一臺3D打印機(jī)，你就可以在自家“變出”各式各樣的寶貝。目前，人們已經(jīng)用它打印出了汽車、巧克力、假肢、比基尼泳衣甚至房子。或許，在不遠(yuǎn)的將來，你可以用它來制造各種所需的物品。

桌面上的創(chuàng)意工廠

與傳統(tǒng)制造業(yè)的去除材料加工技術(shù)不同，3D打印遵從的是加法原則。打印時，先用相關(guān)軟件將產(chǎn)品圖紙轉(zhuǎn)化為3D圖像數(shù)據(jù)并上傳電腦，放入相應(yīng)的材料后，打印噴頭就會根據(jù)圖像數(shù)據(jù)一層一層地將東西打印出來，再堆疊在一起成為一個立體物品。

例如，如何利用3D打印機(jī)打印出一個和自己笑臉一模一樣的巧克力呢？首先，你可以通過3D建模軟件，如123D或者Photofly，將iPhone或普通卡片機(jī)中的照片轉(zhuǎn)換成3D圖像數(shù)據(jù)，上傳到電腦后，就擁有了自己的三維設(shè)計圖。“油墨”則是液態(tài)巧克力，把巧克力融化后，裝進(jìn)打印機(jī)中的儲存器，按下“打印”鍵，打印機(jī)就會根據(jù)圖像數(shù)據(jù)把液態(tài)巧克力一層層堆疊成你的笑臉形狀。每層巧克力打印出來后，必須經(jīng)過凝固才開始下一層打印，加裝保溫和冷卻系統(tǒng)即可保證巧克力的粘稠度和溫度。

這種3D巧克力打印機(jī)已于2012年4月上市，它被命名為“Choc Edge”（巧克力邊緣），在eBay上售價高達(dá)2500英鎊。英國最大的巧克力生產(chǎn)商桑頓斯已經(jīng)和“巧克力邊緣”接洽，商談合作事宜。網(wǎng)絡(luò)禮品銷售商“find me a gift”也對其表示出了興趣。

相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印技術(shù)有兩個優(yōu)點(diǎn)，一是節(jié)省原材料和人工。由于采用“添加制造技術(shù)”，它的用料只有原來的1/3到1/2，打印速度卻快4倍。同時因省卻生產(chǎn)線和一部分組裝過程，可降低人工成本。第二個優(yōu)點(diǎn)是可以制作形態(tài)各異的物品。理論上，只要電腦可以設(shè)計出的造型，3D打印機(jī)都可以打印出來，2011年在加拿大展出的3D打印汽車Urbee，即以其時尚前衛(wèi)的流線型外觀吸引了眾多關(guān)注。

3D打印技術(shù)的局限主要體現(xiàn)在材料上，目前打印材料主要是塑料、樹脂和金屬，骨骼等有機(jī)原料的研究也正在進(jìn)行并有了初步成果。受材料限制，3D打印最初的應(yīng)用局限在建模和工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域。但如今，3D打印技術(shù)逐漸開始被用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，如可定制個性化巧克力的“巧克力邊緣”。它適用于小批量加工，由于不需要模具，對產(chǎn)品的修改不會增加額外成本，只需修改設(shè)計圖即可。這也意味著，小批量個性化定制的成本被降低。未來，定制個性化的家具、食品、工藝品等商品將變得更加劃算。

三年前尚處于技術(shù)前沿的3D打印如今已成制造業(yè)中的新興戰(zhàn)略領(lǐng)域。2012年8月，美國總統(tǒng)奧巴馬撥款3000萬美元，在俄亥俄州建立了國家級3D打印添加劑工業(yè)研究中心，并計劃第一步投入5億美元用于3D打印，以確保美國制造業(yè)不繼續(xù)轉(zhuǎn)移到中國和印度。長期跟蹤3D打印行業(yè)的咨詢公司W(wǎng)ohlers Associates表示，2011年，3D打印機(jī)的市場規(guī)模為17億美元左右，到2015年該市場將達(dá)37億美元。

3D Systems的全價值鏈模式

3D Systems公司（DDD.NYSE）是全球最大的3D打印機(jī)生產(chǎn)商和解決方案提供者。從2009年收購桌面工廠（Desktop Factory）以來，3D Systems陸續(xù)收購了25家公司以補(bǔ)充產(chǎn)品線和提升技術(shù)實(shí)力，其如今的規(guī)模是2009年底的3倍，市值是當(dāng)時的10倍，達(dá)近24億美元，目前市盈率高達(dá)75倍。公司首席技術(shù)總監(jiān)查爾斯·胡爾（Charles W. Hull）是3D打印技術(shù)的發(fā)明者，1988年，該公司就生產(chǎn)了第一臺3D打印機(jī)。

3D Systems向客戶提供“一站式”全套增值解決方案，包括硬件、軟件、材料、工藝、教育培訓(xùn)和應(yīng)用支持。它不僅提供打印機(jī)，還出售打印機(jī)配套的原材料、相關(guān)設(shè)計軟件，并為客戶提供培訓(xùn)，其解決方案涉及模具、醫(yī)療、教育、珠寶、建筑等行業(yè)。

近年來，服務(wù)在公司收入中所占比例越來越高，2011年公司服務(wù)收入已達(dá)9312萬美元，占比由2007年的23.2%升至40%（圖1）。在服務(wù)、原材料和打印機(jī)三塊業(yè)務(wù)的整體拉動下，公司2011年收入同比增長44%至2.3億美元，凈利潤更是飆升81%至3542萬美元（圖2）。

2012年5月，3D Systems通過一款新型打印機(jī)“立方體”（Cube）打開了日常消費(fèi)市場，它的自帶程序里已預(yù)先裝載大量物品設(shè)計圖，比如棋子、首飾、廚具等，操作簡單易上手，顧客無須學(xué)習(xí)復(fù)雜的3D設(shè)計軟件，便可直接打印所需物品。

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商Shapeways是3D Systems的網(wǎng)絡(luò)版，它并不直接出售打印機(jī)，而是通過社交網(wǎng)絡(luò)把“全價值鏈”搬到了線上。用戶在網(wǎng)站注冊后，既可以把自己的產(chǎn)品設(shè)計上傳到網(wǎng)站，也可以購買現(xiàn)有的3D設(shè)計圖，再選擇和購買原材料，就可以下單，公司會將打印出來的成品送貨上門。

此外，用戶也可以在線展示和銷售產(chǎn)品，并將產(chǎn)品賣給其他人。2011年Shapeways已經(jīng)印制了75萬種產(chǎn)品，最受歡迎的是珠寶首飾、iPhone手機(jī)套和玩具火車，使用的材料包括塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃。目前，Shapeways還在研發(fā)更多的3D打印原料，如木材、蠟甚至鈦、金等高端金屬。

產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形

在3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈上，不僅有挑大梁的打印機(jī)生產(chǎn)者，還有原材料供應(yīng)商和相關(guān)軟件提供商。在3D Systems和Shapeways等力爭通吃“全價值鏈”的同時，更多的公司在這個新興行業(yè)掘金細(xì)分環(huán)節(jié)。

Stratasys公司（SSYS，NASDAQ）主要以生產(chǎn)3D打印機(jī)為主，產(chǎn)品涵蓋桌面打印機(jī)、辦公室打印機(jī)和工廠打印機(jī)。公司2011年收入1.56億美元，凈利潤2063萬美元。2012年4月，Stratasys收購了以色列巨頭Objet，合并后市值達(dá)到14億美元，對3D Systems的霸主地位形成挑戰(zhàn)。

在原材料領(lǐng)域，Xerox PARC公司正在研發(fā)傳感器、晶體管等電子產(chǎn)品的打印材料，一旦成功，將意味著消費(fèi)者可以自行設(shè)計打印手機(jī)或者M(jìn)P3等。應(yīng)用軟件領(lǐng)域，工程師和程序員不時共享代碼和設(shè)計，越來越多免費(fèi)開源軟件的出現(xiàn)，降低了3D打印的設(shè)計成本，如123D、OpenSCAD、Tinkercard等。

本土公司試水3D打印

在海外3D打印產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成、各巨頭攻占全球市場的同時，中國本土公司也頻頻試水，爭奪制造業(yè)新生產(chǎn)力的高地。

這一新技術(shù)也頗受國內(nèi)資本關(guān)注。2012年8月，金屬復(fù)合材料生產(chǎn)商銀邦股份（300337）宣布和無錫安迪利捷貿(mào)易公司合資成立飛爾康快速制造科技公司，其注冊資本為5000萬元，銀邦股份參股45%，主營3D打印的金屬粉末生產(chǎn)和銷售。華泰證券點(diǎn)評道，銀邦股份進(jìn)軍新領(lǐng)域?yàn)橥顿Y者提供了充分的想象空間。

成立于2009年的杭州銘展網(wǎng)絡(luò)科技公司是3D打印機(jī)的生產(chǎn)者和代理商。公司是3D Systems部分產(chǎn)品的中國區(qū)代理服務(wù)商，同時也基于開源3D打印技術(shù)制造出了個人3D打印機(jī)系列，目標(biāo)是批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型家用打印機(jī)，以方便設(shè)計師、工程師、科技人員甚至普通愛好者的使用。此外，銘展還建立了“我愛3D”設(shè)計作品分享社區(qū)，讓更多人參與創(chuàng)新分享3D打印作品。

南京寶巖自動化有限公司則自主研發(fā)了3D打印機(jī)，既有家用型版本，可打印手機(jī)座、茶杯、梳子等生活用品；也有冰柜大小的大型彩色3D打印機(jī)，用于打印齒輪、螺帽、零部件等模型，市場售價在1萬-25萬元之間。年內(nèi)，該企業(yè)計劃投資600萬元實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)量產(chǎn)。

總部位于中國臺北的軟硬件及顧問服務(wù)解決方案提供商實(shí)威國際則經(jīng)營3D打印機(jī)相關(guān)軟件，其產(chǎn)品涉及3D設(shè)計軟件、3D產(chǎn)品文件編寫，可以加強(qiáng)客戶建立2D、3D圖檔和動畫的能力。在2012年8月的中國臺北國際模具暨模具制造設(shè)備展上，實(shí)威國際就展出了3D產(chǎn)品設(shè)計Solidworks系列軟件，協(xié)助縮短制造業(yè)研發(fā)時間。

目前，國內(nèi)的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、建筑、教育、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，3D打印機(jī)在國內(nèi)企業(yè)級裝機(jī)量在400臺左右，2010年以來年增速均在70%左右，市場規(guī)模超過1億元。