外熱內(nèi)冷 3D打印遇瓶頸

王雪銘

技術(shù)、市場(chǎng)等限制，都成為3D打印發(fā)展的瓶頸。

3D打印技術(shù)被譽(yù)為第三次工業(yè)革命的鑰匙、“萬(wàn)能機(jī)”等，該產(chǎn)業(yè)也被列為未來(lái)最賺錢(qián)的產(chǎn)業(yè)之一。2015年8月，李克強(qiáng)總理主持國(guó)務(wù)院專(zhuān)題講座，討論加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印等問(wèn)題，他要求從業(yè)隊(duì)伍運(yùn)用該技術(shù)，配合中國(guó)制造2025的愿景，制定行業(yè)發(fā)展計(jì)劃。

在這一領(lǐng)域，國(guó)家、社會(huì)的關(guān)注度極高；政策、技術(shù)研發(fā)、資金也不缺乏。然而，國(guó)內(nèi)卻出現(xiàn)了另一番景象，看似一片火熱的3D打印技術(shù)經(jīng)歷了一波又一波的火爆炒作。但在技術(shù)應(yīng)用和市場(chǎng)推廣方面，3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展卻面臨尷尬。

外熱內(nèi)冷 技術(shù)應(yīng)用遇尷尬

3D打印的優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)制造業(yè)無(wú)法企及的，國(guó)外很多企業(yè)甚至把3D打印技術(shù)作為發(fā)展戰(zhàn)略。近日，惠普以10.5億美元收購(gòu)三星打印業(yè)務(wù)，進(jìn)軍3D打印技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)；通用電氣也宣布以14億美元收購(gòu)瑞典Arcam和德SLMSolutions兩家3D打印企業(yè)，使自己從3D打印行業(yè)最大的用戶之一躋身于3D打印市場(chǎng)最大的供應(yīng)商之列。

3D技術(shù)被高度關(guān)注始于2003年。一些關(guān)于該技術(shù)領(lǐng)域的論壇、研討會(huì)和商業(yè)推廣會(huì)等從未間斷；在資本市場(chǎng)，3D打印概念股一片火熱。2012年，國(guó)內(nèi)企業(yè)大批進(jìn)入3D領(lǐng)域，然而，目前多數(shù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難。

被譽(yù)為中國(guó)3D打印教父的中國(guó)工程院院士、快速制造國(guó)家工程研究中心主任盧秉恒介紹：“現(xiàn)在僅有幾十億美元，與數(shù)萬(wàn)億美元的制造市場(chǎng)相比，差距甚遠(yuǎn)。因此，未來(lái)的發(fā)展前景仍不可估量。”

從市場(chǎng)需求看，前途無(wú)量的3D打印外熱內(nèi)冷。國(guó)內(nèi)應(yīng)用規(guī)模不大，而且在工業(yè)領(lǐng)域，以3D打印的應(yīng)用也并不多見(jiàn)，國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)盈利者也是寥寥無(wú)幾。國(guó)家對(duì)3D打印的高度重視使得3D打印成為信息技術(shù)與制造技術(shù)融合的熱門(mén)，成為智能制造的焦點(diǎn)之一。而現(xiàn)在3D打印應(yīng)用的發(fā)展不溫不火，原因又是什么？

難以推廣 市場(chǎng)有待突破

盧秉恒分析原因認(rèn)為，中國(guó)3D打印技術(shù)的主要缺陷在于產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成、原創(chuàng)技術(shù)太少、產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

國(guó)際3D打印制造領(lǐng)域知名專(zhuān)家、華曙高科CEO許小曙也做出類(lèi)似的分析，他說(shuō)：“我國(guó)工業(yè)界對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)可度及應(yīng)用度不高，多數(shù)制造企業(yè)尚未接受數(shù)字化設(shè)計(jì)、批量個(gè)性化定制生產(chǎn)等先進(jìn)制造理念，與此同時(shí)，工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備單臺(tái)成本較高，企業(yè)購(gòu)置3D打印設(shè)備的需求動(dòng)力不足，產(chǎn)業(yè)運(yùn)用范圍和領(lǐng)域也有限，應(yīng)用前景還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。”

由于3D打印的跨領(lǐng)域應(yīng)用特性，行業(yè)門(mén)檻不一樣，有些領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)還有政策制約，像醫(yī)療領(lǐng)域、軍工領(lǐng)域等，市場(chǎng)開(kāi)拓還有很長(zhǎng)一段路要走。

清華大學(xué)教授、江蘇永年激光董事長(zhǎng)顏永年、“太爾時(shí)代”CEO郭戈是中國(guó)3D打印領(lǐng)域的另外一支力量。顏永年主張打造3D打印的軟實(shí)力，掌握核心技術(shù)，將激光器的價(jià)格降下來(lái)，與國(guó)內(nèi)做激光和振鏡的單位一起合作，使光束質(zhì)量和穩(wěn)定性達(dá)到世界先進(jìn)水平。

許小曙帶領(lǐng)國(guó)內(nèi)3D打印行業(yè)的“領(lǐng)頭羊”湖南華曙高科技術(shù)團(tuán)隊(duì)在2015年突破技術(shù)瓶頸，提升了3D打印機(jī)的效率和精度。許小曙說(shuō)：“當(dāng)前涉足3D打印的企業(yè)，主要還是以技術(shù)研發(fā)和科技創(chuàng)新為主，成熟的盈利模式尚未形成，雖然整個(gè)行業(yè)擁有巨大的市場(chǎng)容量，但短期內(nèi)仍很難得到有效的釋放。”

經(jīng)過(guò)過(guò)去幾年3D打印的投資熱，3D打印技術(shù)步入到了一個(gè)新的階段，應(yīng)用市場(chǎng)仍有待突破已經(jīng)成為一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。

先天不足 產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇瓶頸

業(yè)內(nèi)專(zhuān)家分析，除了技術(shù)應(yīng)用和市場(chǎng)推廣面臨的問(wèn)題以外，3D打印技術(shù)本身也有著自己的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)也影響了其成長(zhǎng)的速度。

材料的限制。目前，高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但其發(fā)展水平還無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。

技術(shù)和成本的限制。3D打印對(duì)機(jī)器的要求很高，目前的3D打印對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)。此外，目前3D打印規(guī)模化生產(chǎn)的條件尚不具備，而且3D打印機(jī)本質(zhì)是單體機(jī)，是現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的一種方式，而不是一個(gè)制造能力總成體系。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)的限制。知識(shí)產(chǎn)權(quán)越來(lái)越受關(guān)注，保護(hù)力度也是越來(lái)越強(qiáng)。3D打印技術(shù)也會(huì)涉及到這一問(wèn)題，通過(guò)3D打印，人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。

道德的挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，3D打印服務(wù)提供商每年打印產(chǎn)品上百萬(wàn)種。打印汽車(chē)、飛行器、建筑物等變得非常容易。然而，打印人體生物器官或者活體組織，打印武器、飛行器、復(fù)制名人、明星玩偶是否有違道德倫理？

工業(yè)級(jí)應(yīng)用技術(shù)欠缺。3D打印技術(shù)低端運(yùn)用已經(jīng)趨于飽和，工業(yè)級(jí)應(yīng)用則技術(shù)欠缺。目前，工業(yè)級(jí)的3D打印機(jī)市場(chǎng)依然被3DSystems、Stratasys、德國(guó)EOS等國(guó)外巨頭壟斷，國(guó)內(nèi)絕大部分購(gòu)買(mǎi)客戶為國(guó)企、央企等大型企業(yè)，中小型企業(yè)購(gòu)買(mǎi)者寥寥。

尚未形成完整產(chǎn)業(yè)體系。2015年2月，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015～2016年）》，為3D打印的發(fā)展提供了有力的政策支撐環(huán)境。然而，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)體系，3D打印材料等關(guān)鍵核心技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢。

應(yīng)用市場(chǎng) 個(gè)性化成為突破

3D打印作用于智能工廠，綜合應(yīng)用了信息技術(shù)、新材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)等諸多學(xué)科，直接成型無(wú)需模具，也無(wú)需對(duì)原材料進(jìn)行切削、組裝，不受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的影響，突破了加工工藝的限制，是典型的柔性可重構(gòu)制造系統(tǒng)，極大地縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研制及驗(yàn)證周期。

盧秉恒認(rèn)為，制造業(yè)未來(lái)的大趨勢(shì)是從大批量生產(chǎn)變?yōu)閭€(gè)性化定制，而對(duì)個(gè)性化定制來(lái)說(shuō)，3D打印是最適合的技術(shù)。

3D打印適用于復(fù)雜構(gòu)件制造、個(gè)性化、定制化制造，它在縮短研發(fā)周期、降低制造成本、優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)上有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。消費(fèi)者可以根據(jù)自己的需求量身定制產(chǎn)品，人人都是創(chuàng)造的主體，從而改變以集約式、標(biāo)準(zhǔn)化為代表的傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)方式，使“社會(huì)化制造”及“分布式制造”成為可能。

目前市場(chǎng)上，個(gè)性化定制設(shè)計(jì)很受歡迎，采用專(zhuān)用材料及其工藝技術(shù)的3D打印也有很好的市場(chǎng)。比如，在醫(yī)學(xué)方面，3D打印已被用于手術(shù)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、圖像重建、手術(shù)模型打印，并重點(diǎn)在3D打印重建腦膠質(zhì)瘤模型用于精準(zhǔn)用藥、3D干細(xì)胞打印用于腦癱兒童的治療、細(xì)胞3D打印用于脊柱損傷的治療、3D打印器官芯片用于藥物篩選等四方面發(fā)展細(xì)胞3D打印技術(shù)。

近期，涉及3D打印的會(huì)務(wù)不斷。9月12日，中國(guó)國(guó)際傳感器技術(shù)與應(yīng)用展覽會(huì)暨全球智能制造大會(huì)在上海舉行；9月23日，由國(guó)家商務(wù)部、中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)、湖北省人民政府、湖南省人民政府、河南省人民政府、山西省人民政府和武漢市人民政府共同主辦的智能制造國(guó)際論壇舉報(bào)；2016年9月26日，2016中國(guó)智能制造大會(huì)在杭州舉辦。

這幾次會(huì)議都涉及到3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用，與會(huì)專(zhuān)家、學(xué)者、企業(yè)大咖齊聚一堂共商3D打印市場(chǎng)推廣大計(jì)。

在3D打印的世界里，只有想不到的沒(méi)有做不到的。隨著這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，未來(lái)打印物品的速度會(huì)是越來(lái)越快，打印成本是越來(lái)越低，甚至?xí)葌鹘y(tǒng)的制造業(yè)更讓人覺(jué)得可靠。同時(shí)，3D打印機(jī)和CAD等繪圖軟件的普遍，意味著有更多的人會(huì)接觸到3D打印技術(shù)，這也反過(guò)來(lái)刺激了這個(gè)行業(yè)的良性發(fā)展。