3D Systems公司是全球最大的3D打印公司，地處美國波士頓市郊，外觀雖不起眼，但其展示的3D打印技術(shù)卻給眾多參觀者以巨大的心理沖擊。財(cái)政部稅政司調(diào)研員李旭鴻博士就是其中一位。2013年8月，赴美參加“青年領(lǐng)導(dǎo)人公共管理創(chuàng)新建設(shè)培訓(xùn)項(xiàng)目”的李旭鴻，在此看到了3D打印機(jī)的工作過程，觸摸了3D打印的漢堡包、巧克力、吉他，還觀察到全球的消費(fèi)者通過互聯(lián)網(wǎng)可以上傳照片到公司，然后收到3D打印的人像玩偶……這家納斯達(dá)克上市公司，從2013年到2014年，市值增長900%。
3D打印正在重塑全球制造業(yè)競爭格局，將會對“世界工廠”中國的制造業(yè)等產(chǎn)生怎樣的沖擊？心潮澎湃的李旭鴻回國后，立即著手組建了跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的研究團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)一年，出版《3生萬物——3D打印：第三次工業(yè)革命的引擎》一書。1月18日，在北京字里行間書店舉辦的“新常態(tài)、新技術(shù)、新變革——3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展高端沙龍”上，李旭鴻被“萬眾創(chuàng)業(yè)”點(diǎn)燃投資激情的人們圍住，咨詢、討論各類3D打印話題。他感嘆：國人對3D打印技術(shù)和產(chǎn)業(yè)如饑似渴的求知，以及追求共享3D打印財(cái)富的熱度超出了想象！
產(chǎn)業(yè)高度活躍引創(chuàng)業(yè)者聚集
目前，我國總體技術(shù)水平處于模型制作向零部件直接制造過渡，在直接制造高性能塑料和金屬零件方面發(fā)展非常快，局部甚至超過國外水平，但總體上還有非常大的提升空間
近日，一家蘇州科技公司用3D打印技術(shù)建造別墅的新聞在網(wǎng)上熱傳。據(jù)報(bào)道，打印過程是打印機(jī)根據(jù)電腦設(shè)計(jì)圖紙，層層疊加“油墨”打印。“油墨”原料主要是建筑垃圾、工業(yè)垃圾和礦山尾礦，加上水泥和鋼筋，打印出相關(guān)結(jié)構(gòu)件后再進(jìn)行吊裝。打印機(jī)高6.6米、寬10米、長32米，占地面積相當(dāng)于一個(gè)籃球場。整體建筑成本至少節(jié)省50%以上。
中國3D打印業(yè)界正在進(jìn)入高度活躍期。與3D打印相關(guān)的新聞和概念頻頻出現(xiàn)在公眾視野中，越來越多的民眾開始了解3D打印，越來越多的企業(yè)家和創(chuàng)業(yè)者也聚焦此領(lǐng)域。股市也刮起3D打印板塊風(fēng)潮。大恒科技、鳳凰光學(xué)、中航重機(jī)、金運(yùn)激光、利達(dá)光電、中海達(dá)等帶有3D打印概念的個(gè)股都表現(xiàn)不俗。
3D打印技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計(jì)、航空航天、地理信息、軍工、醫(yī)療和消費(fèi)電子產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域都大有用武之地。權(quán)威的《2014沃勒斯報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：2013年全球3D打印產(chǎn)品和服務(wù)市場增長34.9％，達(dá)到30.7億美元，這是3D打印行業(yè)最近17年來增長幅度最高的一年。而過去26年的平均年增長率為27%，最近3年的年復(fù)合增長率為32.3%，呈現(xiàn)爆發(fā)增長態(tài)勢。
北京大學(xué)光華管理學(xué)院博士后劉江濤介紹，近年來，歐美發(fā)達(dá)國家紛紛加大支持力度，推出發(fā)展增材制造技術(shù)的國家戰(zhàn)略和規(guī)劃。2012年，美國宣布振興美國制造業(yè)的新舉措，投資10億美元幫助美國制造體系的改革，鼓勵(lì)優(yōu)先發(fā)展增材制造為代表的數(shù)字化制造技術(shù)；英國政府自2011年開始持續(xù)增大對增材制造技術(shù)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，目前已在多個(gè)大學(xué)建立了增材制造研究中心。德國建立了增材制造研究中心，主要研究和推動增材制造技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中結(jié)構(gòu)輕量化方面的應(yīng)用。日本一直重視增材制造技術(shù)，研制和應(yīng)用水平走在了亞洲前列。韓國已經(jīng)把發(fā)展增材制造作為國家戰(zhàn)略，成立了部際工作機(jī)制，并計(jì)劃培訓(xùn)1000萬3D打印技術(shù)和應(yīng)用人才。
目前，在3D打印應(yīng)用方面，消費(fèi)商品和電子領(lǐng)域仍占主導(dǎo)地位，航空器制造和醫(yī)學(xué)應(yīng)用是過去幾年增長最快的應(yīng)用領(lǐng)域。中國航空工業(yè)特種加工技術(shù)首席技術(shù)專家、北京航空制造工程研究所副總工程師鞏水利接受《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》記者采訪時(shí)介紹，目前3D打印技術(shù)開始用于航天航空等方面高性能零部件的直接制造,以及高性能零件修復(fù)和再制造，如應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)翼梁修復(fù)，航空發(fā)動機(jī)葉片修復(fù)等，也廣泛用于生物醫(yī)療中個(gè)性化結(jié)構(gòu)的快速定制。在過去的10余年，增材制造在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用比重約占全部應(yīng)用的15%。
北京大學(xué)光華管理學(xué)院博士后張永升介紹，目前國際上3D打印行業(yè)出現(xiàn)3大趨勢：一是裝備向?qū)I(yè)化發(fā)展。二是裝備從科研和工業(yè)高端型向大眾消費(fèi)型拓展，促使增材制造技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室和工廠走向辦公室甚至是家庭。三是形成了相對完整的包含裝備制造、材料制備、軟件開發(fā)及應(yīng)用服務(wù)等環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
我國3D打印起步不晚，興起于上個(gè)世紀(jì)八九十年代。目前，國內(nèi)企業(yè)也日益重視3D打印技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。比如應(yīng)用制作飛機(jī)風(fēng)洞模型，輔助新型飛機(jī)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與快速開發(fā)；用于汽車、家電和數(shù)碼等快速更新?lián)Q代行業(yè)中新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的快速驗(yàn)證，如海爾等大型企業(yè)均建立了增材制造技術(shù)中心；為發(fā)展輔助汽車發(fā)動機(jī)缸體缸蓋等復(fù)雜鑄件蠟型和砂型的快速制造，二汽、玉柴等相關(guān)企業(yè)均設(shè)立了專門的增材制造部門。北京大學(xué)光華管理學(xué)院博士后田惠敏介紹,在應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)方面，我國還沒有形成較完整的產(chǎn)業(yè)鏈；缺乏類似于國外的增材制造用材料、軟件及服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈。
風(fēng)來了，但風(fēng)口在哪里
中國3D打印技術(shù)目前正在從概念炒作的高峰階段轉(zhuǎn)向內(nèi)在價(jià)值發(fā)掘階段，其技術(shù)還有待充分成熟，主流應(yīng)用市場也有待進(jìn)一步發(fā)掘和培育
一位業(yè)內(nèi)專家形容3D打印產(chǎn)業(yè)：“這就像是在做一個(gè)拼圖，你看得到每一塊碎片，但要看到整個(gè)圖景尚需時(shí)間。”作為一個(gè)帶有未來色彩的新技術(shù)，你能感受到3D打印產(chǎn)業(yè)的風(fēng)來了，但是風(fēng)口具體在哪里，似乎不是那么清晰。李旭鴻認(rèn)為，風(fēng)口就是“附加值”最大的地方，一個(gè)能讓“豬”飛起來的地方。風(fēng)口在哪里，尚需要摸索。
從3D打印產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成來看，產(chǎn)業(yè)鏈的上游包括精密機(jī)械、數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)和激光技術(shù)，產(chǎn)業(yè)鏈中游包括3D打印設(shè)備、打印材料的生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈的下游主要有三維模型設(shè)計(jì)服務(wù)、打印服務(wù)和打印產(chǎn)品應(yīng)用等。目前產(chǎn)業(yè)鏈上游的精密機(jī)械、信息技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)和激光技術(shù)的核心技術(shù)大多掌握在外國大公司手中。我國業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模普遍較小，具有高校背景的3D打印企業(yè)大都專注于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，從行業(yè)容量來看，未來3D打印行業(yè)上游材料和下游服務(wù)的空間較大，而中游3D打印機(jī)的空間相對較小。
北京大學(xué)光華管理學(xué)院博士后、工信部賽迪研究院張建倫認(rèn)為，從全景看，風(fēng)口首先是3D打印機(jī)制造。在全球3D打印機(jī)市場中，美國3D Systems和Stratasys公司兩家巨頭的工業(yè)級打印機(jī)出貨量占全球市場份額的75%。
作為“世界工廠”的中國，3D打印技術(shù)正在努力趕超。2015年1月分布式3D打印平臺3D Hubs公司發(fā)布的趨勢報(bào)告顯示：中國廠商太爾時(shí)代的一款3D打印機(jī)名列全球第10位，而在評分最高的3D打印機(jī)評比中，中國珠海西通電子的一款產(chǎn)品獲得第二名。李旭鴻認(rèn)為，依托中國現(xiàn)有的強(qiáng)大制造能力和綜合成本優(yōu)勢，以及逐漸增強(qiáng)的創(chuàng)新能力以及廣闊市場，相信在不久的將來，中國本土的制造商們將會在這一領(lǐng)域具備非常強(qiáng)大的實(shí)力。
10年前，一臺3D打印機(jī)賣到十幾萬美元。如今一臺家用3D打印機(jī)價(jià)格國際市場上大約2000美元。未來5年，3D打印機(jī)價(jià)格將降低到400美元左右，從而可以真正實(shí)現(xiàn)3D打印的大眾化和產(chǎn)業(yè)化。北京原點(diǎn)智匯科技有限公司方案總監(jiān)趙雪雁認(rèn)可這個(gè)預(yù)測。她介紹，公司制造的“奧德萊”牌3D打印機(jī)，已經(jīng)批量生產(chǎn)，年銷售額1000多萬元。目前客戶主要分布在工業(yè)和藝術(shù)設(shè)計(jì)師群體、教育、醫(yī)療、珠寶等領(lǐng)域。
3D打印的產(chǎn)業(yè)瓶頸之一是耗材受限。雖然3D打印材料已經(jīng)擴(kuò)充到金屬、陶瓷、混凝土、玻璃、細(xì)胞、食品等，但仍然難以滿足市場對多種功能材料的需求。因此，3D打印耗材研發(fā)是一片藍(lán)海。3D打印不僅是一場制造革命，也是一場原材料革命。石油化工行業(yè)既能生產(chǎn)合成樹脂、塑料等3D打印所需要的原材料，同時(shí)石油機(jī)械、化工裝備的制造與修復(fù)也是3D打印的應(yīng)用行業(yè)之一。因此，國際石化公司紛紛介入3D打印行業(yè)。近日，中石化也宣布進(jìn)軍3D打印，加入逐鹿戰(zhàn)團(tuán)。
除了打印技術(shù)和耗材研究，3D打印應(yīng)用也是各路資本進(jìn)軍的焦點(diǎn)。目前，我國增材制造應(yīng)用涉及航空航天、汽車、模具、生物醫(yī)療、電子、建筑等制造領(lǐng)域，也開始滲透到消費(fèi)品、辦公、教育等大眾化領(lǐng)域。在高端民用方面，3D打印假牙在國內(nèi)已成現(xiàn)實(shí)，不過目前價(jià)格尚貴，據(jù)了解，一顆鈦合金牙齒1萬多元。
而最為大眾所熟悉的當(dāng)屬“3D打印照相館”。不過，一位業(yè)內(nèi)人士向記者講述他的迷惑：全球領(lǐng)先的3D打印公司紛紛將目光瞄準(zhǔn)“打印出可以直接使用的工業(yè)零部件”，但中國3D打印設(shè)備公司則更愿意把精力投入到“3D照相館”、售價(jià)幾千元的家庭玩具等業(yè)務(wù)拓展中。“這是因?yàn)樯鐣狈?chuàng)新意識嗎？”
在北京朝陽公園附近的藍(lán)色港灣，有一家3D照相館。記者看到，店里生意不是太火。店家用三維掃描儀對客戶進(jìn)行全身掃描后，得到三維數(shù)據(jù)后進(jìn)行建模，然后打印一個(gè)按比例縮小的15厘米高小人，價(jià)格為2000元。營業(yè)員表示，打印原材料貴，導(dǎo)致成本高，消費(fèi)者需求量的確不大。北京創(chuàng)新紀(jì)元影像技術(shù)有限公司市場經(jīng)理李婧敏表示，做3D影像，用三維掃描儀的技術(shù)路徑，成本高，運(yùn)營效果普遍不理想。更有市場前景的是高級制衣應(yīng)用等工業(yè)應(yīng)用，3D打印的下游服務(wù)值得創(chuàng)造性挖掘。
摘自《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》
