重塑全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

　　據(jù)美國(guó)沃勒斯同仁咨詢公司數(shù)據(jù)，2011年全球3D打印產(chǎn)品與服務(wù)的銷售額為17億美元，到2019年，該行業(yè)的收入將達(dá)69億美元，其中零部件制造將占80%。

　　盡管如此，3D打印機(jī)在中國(guó)企業(yè)界的裝機(jī)量?jī)H在400臺(tái)以上，而美國(guó)則擁有3000臺(tái)以上，并且每年的增幅都非常明顯。

　　這幾年以來(lái)，北美和歐洲的3D打印市場(chǎng)正在急劇增長(zhǎng)。從3D巨頭美國(guó)斯川塔斯公司去年的財(cái)務(wù)報(bào)告可以看到，其80%的收入來(lái)源于歐美市場(chǎng)。

　　3D打印現(xiàn)在雖然還沒(méi)完善到直接造出汽車和iPhone的程度，但對(duì)于制造某些汽車配件和特別定制的手機(jī)零部件已非難事。正是因?yàn)槠渲圃爝^(guò)程多是以數(shù)字化的方式表達(dá)，使得人們可以用更少的人力成本，去靈活地生產(chǎn)少量產(chǎn)品。而這一點(diǎn)對(duì)于歐美國(guó)家而言，是一個(gè)福音。但對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)，這或許將給制造業(yè)帶來(lái)一定的沖擊。

　　在史玉升看來(lái)，3D打印在全球范圍內(nèi)都尚處于起步階段，但這不妨礙這項(xiàng)技術(shù)迅速轉(zhuǎn)變成為全球先進(jìn)制造的一個(gè)新動(dòng)向，這已發(fā)展成為一種“戰(zhàn)略技術(shù)”。

　　在飛機(jī)、核電和火電等行業(yè)所使用的重型機(jī)械、高端精密機(jī)械裝備上，傳統(tǒng)的焊接和零部件加固的方法，使得部件之間的連接非常費(fèi)工，而且牢固性還有待提高。但若使用3D打印技術(shù)，無(wú)縫連接是其最大亮點(diǎn)之一，結(jié)構(gòu)之間的穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度將得到很大的提升。

　　“如果我們還不重視3D打印，這項(xiàng)技術(shù)在重塑全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局的時(shí)候，我國(guó)將跟在別人的身后跑，但這塊市場(chǎng)不能丟。”羅軍說(shuō)。

　　不是顛覆是改造

　　現(xiàn)在打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)搜索“3D打印”，不是“顛覆制造業(yè)的革命”，就是“3D打印將取代制造業(yè)”。就目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，3D打印技術(shù)不僅不會(huì)取代制造業(yè)，相反會(huì)為傳統(tǒng)制造業(yè)的改造和提升提供更好的思路，并使得傳統(tǒng)制造業(yè)更好地調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和方向。3D打印技術(shù)的突破，或許將使工廠徹底告別車床、鉆頭、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具，改由更加靈巧和精準(zhǔn)的電腦軟件主宰。

　　國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部研究員王忠宏近期也撰文指出，在我國(guó)已掌握的3D打印技術(shù)中，激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快，已基本滿足特種零部件的機(jī)械性能要求，有望率先應(yīng)用于航天、航空裝備制造。另外，生物細(xì)胞3D打印技術(shù)取得顯著進(jìn)展，已可以制造立體的模擬生物組織，為我國(guó)生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尖端科學(xué)研究提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。  

    北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授王華明及其團(tuán)隊(duì)，同我國(guó)主要飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所一起合作，通過(guò)3D打印技術(shù)，已研制生產(chǎn)了我國(guó)飛機(jī)裝備中迄今尺寸最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的鈦合金及超高強(qiáng)度鋼等高性能關(guān)鍵整體構(gòu)件，并在大型客機(jī)C919等飛機(jī)研制生產(chǎn)中得到應(yīng)用，大幅度縮短了周期和成本。

　　羅軍認(rèn)為，過(guò)去工業(yè)化最大的成就就是通過(guò)機(jī)械化，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；笊a(chǎn)。而我們今天的3D打印技術(shù)，則可能將這種生產(chǎn)單位演變?yōu)槿舾蓚€(gè)體，新的生產(chǎn)方式或許將使傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造業(yè)面臨一次長(zhǎng)時(shí)間的“洗牌”。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

　　然而，在我國(guó)已啟動(dòng)的各類重大科技專項(xiàng)、“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃、科技支撐計(jì)劃中，尚未將快速制造技術(shù)（3D打印技術(shù)）列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

　　國(guó)外的腳步已經(jīng)邁開(kāi)，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬今年3月份提議，投資10億美元建立由15家制造業(yè)創(chuàng)新研究所組成的全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，以帶動(dòng)制造業(yè)創(chuàng)新和增長(zhǎng)。這項(xiàng)計(jì)劃的第一步在今年8月已開(kāi)始實(shí)施，便是在俄亥俄州的揚(yáng)斯敦建立研發(fā)3D打印技術(shù)的創(chuàng)新研究所。

　　不敢“吃螃蟹”的緣由

　　雖然3D打印機(jī)的效率和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的精準(zhǔn)控制很有優(yōu)勢(shì)，但我國(guó)敢于“吃螃蟹”的企業(yè)非常少。一方面是人們對(duì)于3D打印的概念還很陌生，另一方面在于3D打印機(jī)本身的價(jià)格也比較昂貴，比如前文提到的制作“鳳凰翅膀”的3D打印機(jī)，是美國(guó)斯川塔斯公司出品的，價(jià)格在200萬(wàn)元左右，同類的國(guó)產(chǎn)機(jī)型，價(jià)格也在100萬(wàn)元以上。

　　羅軍表示，目前國(guó)內(nèi)，北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)等高校以及為數(shù)不多的幾家企業(yè)在3D打印技術(shù)方面具有較強(qiáng)的研發(fā)能力，但此前的狀態(tài)是各自為政，缺乏宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)。

　　現(xiàn)在成立了中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，目的就在于希望引導(dǎo)這一新興產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研一體化”，有一個(gè)系統(tǒng)的共同推進(jìn)動(dòng)力，同時(shí)也讓更多人了解這項(xiàng)新技術(shù)。

　　“3D打印發(fā)展的瓶頸之一在于材料的局限性。”中科院化學(xué)研究所研究員、新材料實(shí)驗(yàn)室主任宋延林對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示，現(xiàn)在真正利用在工業(yè)制造領(lǐng)域的3D打印產(chǎn)品還非常有限，更多的是用來(lái)做模型、模具來(lái)減化生產(chǎn)環(huán)節(jié)。而在民用方面，3D打印更像是工藝品的一種制造方法，實(shí)用性也非常有限。一種靠譜的、適合3D打印的材料應(yīng)該具備使用的方便性、成本的可控性、性能的可靠性這三個(gè)特性。

　　在他看來(lái)，依據(jù)材料科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，3D打印材料需求的豐富性可能還需要10年左右，才能突破現(xiàn)在的瓶頸，產(chǎn)生一次變革，那個(gè)時(shí)候的3D打印將極大地豐富制造業(yè)，甚至讓每個(gè)擁有3D打印機(jī)的人都能隨心所欲地DIY自己的小物件。

　　3D打印技術(shù)的發(fā)展，依托于信息技術(shù)、精密機(jī)械以及材料科學(xué)等多學(xué)科的尖端技術(shù)。羅軍認(rèn)為，我國(guó)目前的軟肋在于自動(dòng)化控制系統(tǒng)方面與國(guó)外相比還有較大的差距，運(yùn)行穩(wěn)定性有待提高。

　　這項(xiàng)新興技術(shù)最終會(huì)發(fā)展到什么程度，雖然現(xiàn)在無(wú)法下定論，但它提供了一個(gè)實(shí)現(xiàn)想法的渠道，只要你將創(chuàng)意輸入電腦，再來(lái)一臺(tái)3D打印機(jī)，就可以按照自己的方式為世界添點(diǎn)“料”。