曾被称为下一场工业革命的3D打印，现在如何了?

ghost1

       如果你喜爱看电影，那么对《碟中谍4》这一个镜头肯定有印象：特工伊森用3D打印技术在短时间内制作了一个和真人相貌一样的面具!于是，略带科幻色彩的3D打印技术给了人们无限的遐想空间：要结婚啦?打印一座别墅做新居;想买新车?打印一台兰博基尼跑车;不小心淘宝过猛被剁手啦?打印一只手接上;在家里经常听到这样的话，“老公，厨房没肉了，快打印两斤出来!”……海量温馨场景，未来生活似乎无限美好。不过，电影距离现实还有一段距离，虽然3D打印的概念提出了很多年，应用端却没有真正爆发。本文综合自央广网、《执行官》、华强电子网等。　
“钱”景可预期 但暂不明晰　


       如果你喜爱看电影，那么对《碟中谍4》这一个镜头肯定有印象：特工伊森用3D打印技术在短时间内制作了一个和真人相貌一样的面具!于是，略带科幻色彩的3D打印技术给了人们无限的遐想空间：要结婚啦?打印一座别墅做新居;想买新车?打印一台兰博基尼跑车;不小心淘宝过猛被剁手啦?打印一只手接上;在家里经常听到这样的话，“老公，厨房没肉了，快打印两斤出来!”……海量温馨场景，未来生活似乎无限美好。不过，电影距离现实还有一段距离，虽然3D打印的概念提出了很多年，应用端却没有真正爆发。从技术层面说，它就是一种快速成型技术——以数字模型文件为基础，以塑料或粉末状金属等可粘合材料为原料，通过逐层打印的方式来构造物体。1986年，美国人Charles Hull发明了世界上第一台3D打印机，而他所成立的3D Systems公司也成为了美国3D打印产业的巨头。9年后，北京一家公司研发出了国内首台快速成型机。
　　打印技术已存在近30年了，但是国内3D技术发展缓慢，企业的反应也一直欲迎还拒。亚洲制造业协会首席执行官罗军曾在2010年向其会员企业推荐过这项技术和设备，但是收获的反应却十分冷淡，为何近两年突然火了起来呢在今年9月广州市全国科普日的活动上，有一件“神器”引来许多家长孩子的围观，按下启动键后，机器便一点点地吐出塑料最后形成一个逼真的刺猬玩具，这就是“桌面级”家用3D打印机。由于概念新颖，外形时尚，又可以“培养孩子动手能力”，家用3D打印机迅速吸引了普通消费者的关注。
　　随着市场宣传的增多，3D打印的概念也正被越来越多的人知道。现在，在京东、淘宝等电商平台上就能买到这类“桌面级别”的3D打印机，价格几千元到几万元不等。
　　但是，除了价格高，3D打印毕竟是技术活，其核心在于数据模型文件，而这些数据资料在网上目前非常有限，暂时还满足不了大部分人的个性化需求，同时，如果消费者希望自己动手设计，还要学习专门的设计软件。
　　另外，打印所需的材料也是价格偏高，以3D打印普遍使用的塑料为例，市场价一般在250元/kg。目前国内家用3D打印机只能用一种颜色的塑料打印，还停留在“造型”阶段，“造色”技术尚未成熟。
　　“购买桌面3D打印机的多数是一些设计爱好者或者用于教学的学校，家庭消费目前还是比较少。”从工业设计专业毕业的王宏伟，在中科广电从事3D打印研究已有数个年头，他自己就是一位设计爱好者，平时也会设计各种模型进行测试打印。</p><p><br/></p><p>　　美国独立调查机构Wohlers Associates公司的一项报告显示，价格低于5000美元的桌面级民用3D打印机市场，2008年至2011年4年间，平均每年环比增长高达346%。相较美国市场，中国民用3D打印市场的规模则是“九牛一毛”。尽管如此，王宏伟对3D打印机未来的市场还是表示肯定：“以后的3D打印机很可能会像电脑一样普及，市面上随处可见。”
　　打印技术的确在很多领域都可以应用，但是什么才是合适的市场，目前业界却没有一个准确的方向。罗军对此深有感触：“四处都是市场，看得见，却摸不着。”毕竟，这项技术不同于被使用广泛应用于生产制造、商务办公领域的电脑，这注定了3D打印在国内民用市场的瓶颈与制造业应用的高度预期并不协调。
　　“目前很多人都认为3D打印是万能的，但事实并非如此。”在接受采访时，王宏伟正在为客户打印一个模具的样板。“现在挺多单子都是这样找我们打印样板的”。王宏伟说。
　　即使“桌面级别”的3D打印机现在被更多消费者关注，但国内的3D打印机数量很少，大多集中在工业设计师和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制市面上买不到的零部件。
　　据了解，在工业应用领域上3D打印技术多用在打印样本上，即快速呈现设计师的构思，而非直接用于生产。不同于传统工艺的“设计——模具——生产”流程，3D打印直接从设计到生产，这也决定了3D打印在制造样板时的高效率，毕竟打印一个塑料模型只需要3、4个小时不过，有业内人士表示，相比制造业发达的德国，中国3D打印的工业应用还处于萌芽阶段。“制造业是一环紧扣一环的流水线，想将3D打印应用到流水线进行规模化生产，可能还要好些年以后。”王宏伟说。
　　近两年，也有一些工厂的老板或者投资者来中科广电参观了解，希望投资3D打印领域，不过，大部分投资者在听到器材的价格后都撤退了。现在中科广电的展示厅里摆放着三种不同规格的3D打印机，笔记本电脑大小的是桌面级别，价格数千元，而微波炉大小和衣柜大小的可以用于工业设计，但前者价格数万元，后者高达数百万元。
　　“很多慕名而来的人一看到机器就想投资，但我会先跟他们讲解行业的一些情况，如果他们能理解3D打印，并且可以接受投资的成本，我们就继续聊。”王宏伟说，很多投资者都认为投资几十万元、几百万元就足够，但其实单纯机器就要好几百万元，国外进口的甚至要上千万元，金属原料也要数千元一公斤。“这个行业你不按‘亿元’来投资，估计没什么成果。”


　　打印行业优势何在


　　当然，也有人猜测，是不是3D打印已经过气，理由是：既然3D打印好用，苹果公司为什么不打印苹果手机，波音和空客为什么不打印飞机。对此，罗军指出，这是一种误读。
　　罗军说：“其实他们的理解是有问题的。过去我们设计最优化的东西往往做不出来，3D打印机的强项就是解决这些传统制造业的短板。比如说我们内部结构非常复杂的汽车冷却水道，里面是弯弯拐拐的很多水道，传统的模具是基本上开发不出来的，我们用3D打印机很简单，几天就把它直接打印出来了。”


　　打印行业的发展态势如何


　　而对于3D打印行业的发展，国家也比较重视。正在建设的国家增材制造创新中心，就是我国第二个国家制造业创新中心。中科院计算技术研究所上海分所所长孔华威认为，一些贴近老百姓生活和健康的领域，有望成为中国3D打印未来发展的优势。
　　孔华威指出：“现在做得比较好的有几个东西，第一个就是医疗用的定制性非常强的产品，比如骨头;第二个就是牙齿、牙套;第三种就是现在也有很多的鞋厂准备用3D织布的方式直接用于生产。因为3D打印本身是一种制造工艺，所以说应该在中国有非常好的机会，这些机会需要制造产业本身有更多压力。”
　　当前，3D打印多是采用激光技术来实现，很多3D打印设备已经实现了0.1毫米以下精度，但材料依然是阻碍3D打印发展的瓶颈。在材料方面，家用低端打印以尼龙固体塑胶材料为主，工业样品打印多以树脂为主，部分高端产品采用金属材料。总体而言，在材料种类的供应上面，目前依然很有限。
　　“虽然在材料价格上有所降低(如尼龙塑胶线材已经降至百元/公斤)，但是支持的种类依然有限，并且，这些新材料的研制主要不是靠3D打印行业自己来承担，而是要依靠钢铁、有色、石化、建材等传统行业，因此还需要跨行业的配合。”现场工作人员表示。
　　目前3D打印的发展瓶颈除了材料，还体现在设备和应用上，而设备端的瓶颈又体现在打印尺寸、控制系统和算法上面。
　　在设备端，打印尺寸仍难突破，打印15cm产品规格的3D打印设备，已经占据不小的空间(一台饮水机那么大)，而要打印更大尺寸商品，占用的空间则更大。某企业工作人员告诉记者，中小尺寸的样品打印，企业多选择自主购买，而大尺寸的样品打印，企业多选择外包给专门的公司完成。此外，激光喷头、控制系统以及算法是一台3D打印机的核心所在，目前市场产品参差不齐，不同价格等级的设备在这三大关键点的选配也不同，技术上仍有提升的空间。
　　在设备售价方面，家用消费类或学校课教类3D打印机，一般在3000到10000元不等，产品打印尺寸在15cm以内，材料多选用尼龙塑胶;工业样品多采用树脂材料，对应3D打印机的售价在7到10万元，打印尺寸在15cm左右;金属3D打印机最为昂贵，售价百万元以上。虽然设备价格在逐年下降，但离真正普及仍有提升空间。
　　打印设备市场还没火热起来，但珠宝行业会是一个重要的突破点。据现场工作人员的介绍说，这主要是因为珠宝开模价格昂贵，但是珠宝设计要求精巧，款式多且推陈出新的速度快，采用3D打印可以为企业节省很多成本。
　　在应用端，3D打印除了在企业、学校普及使用外，也开始向个人经营的3D打印商铺也开始渗透。据介绍，一件用树脂材料打印出来的精度在0.1毫米的水杯，售价在70元左右。作为个性化定制商品，将来3D打印在消费级应用应该会是一个爆点。另外，在医疗应用上如骨架、支架之类的产品，完全可根据个体差异量身定制，而不是当前固定的尺寸和模板。
　　目前世界多个国家都对3D打印进行了密集的政策支持，近期出台的《中国制造2025》规划，也将3D打印列入未来重点突破的十大领域之一。