食品、衣服、手槍、汽車、飛機(jī)……越來越多的產(chǎn)品正被3D打印機(jī)“打”出來，一場制造業(yè)的風(fēng)暴正在積聚。

　　最近，首屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會在北京召開，600多位來自全球各地的3D打印行業(yè)人士，在中國大飯店一起探討3D打印可能引發(fā)的“革命”。

　　不過，即便人們對“一個非常振奮人心的3D時代”投入很多期望，這個新興技術(shù)仍然面臨許多有待解決的瓶頸和難題。那些斷言，3D打印會徹底顛覆制造業(yè)的激情言論，也許需要冷靜一下。

　　“所有重要的科技都是短期內(nèi)被高估，長期看被低估。”被稱為“新工業(yè)革命”預(yù)言家的美國《連線》雜志前主編克里斯·安德森的話很有哲理。這意味著，長期而言3D打印“看上去很美”，可眼下卻不能“吹得太高”。

　　尤其對“中國制造”而言，即便在3D打印領(lǐng)域起步并不晚，在某些領(lǐng)域技術(shù)也不落后，可從整個3D打印產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建上，需要用心“補(bǔ)課”的環(huán)節(jié)一點(diǎn)都不少。

　　“萬能制造機(jī)”？

　　3D打印機(jī)似乎無所不能的制造能力，正不斷撩撥著人們的神經(jīng)。

　　25歲的美國得州大學(xué)學(xué)生科迪·威爾森，最近開發(fā)了全球首款利用3D打印技術(shù)制造的左輪手槍，這成為3D打印技術(shù)最“炫”的成果。這款打印出來的手槍名為“解放者”，包括16個利用3D打印技術(shù)制造的部件，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的手槍彈匣、并支持不同口徑的子彈。

　　雖然專家們正在為“打印武器”的社會倫理問題爭論不休，而普通人卻只顧著為這款能夠躲過機(jī)場安檢搜查的塑料“一次性”手槍感到驚奇。

　　英國倫敦設(shè)計師阿拉德不那么“暴力”，這位時尚愛好者曾經(jīng)打印過花瓶、燈具和珠寶，最近則成功地用3D打印機(jī)獨(dú)有的選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)，“打”出了太陽鏡，據(jù)稱效果比一般太陽鏡更“酷”。

　　荷蘭一名設(shè)計師更富有想象力，他準(zhǔn)備把水泥、石頭和沙子灌入3D打印機(jī)，將打印出來的“單片環(huán)狀結(jié)構(gòu)件”組合起來，蓋成一棟占地1000平方米的別墅。

　　美國一家名為“太空生產(chǎn)”的公司，在與美國宇航局合作，開展在零重力環(huán)境下的3D打印嘗試。他們的目標(biāo)是嘗試讓3D打印機(jī)在太空打印出更可口、保質(zhì)期更長的太空食品以及其他太空用品，這將解決長期飛行的宇航員的后勤保障難題。

　　在上海，一群“80后”開設(shè)了一家3D照相館，可將顧客的全身外形數(shù)據(jù)掃描至電腦，再根據(jù)顧客的設(shè)想進(jìn)行定制化設(shè)計，之后通過全彩3D打印機(jī)及精細(xì)的后期手工雕琢，為顧客制作出超出想象的“時光留影”。據(jù)稱，為了保證效果到位，他們每天只接受10位顧客預(yù)約。

　　湖南一家經(jīng)營“3D激光打印機(jī)”的企業(yè)宣稱，與模具制造等傳統(tǒng)工藝相比，“3D打印機(jī)”制造同類產(chǎn)品可減重65%、節(jié)材90%，并能“打印”出設(shè)計者想要得到的任何外形復(fù)雜的零部件，可稱為“萬能制造機(jī)”。

　　上個月，國內(nèi)知名電商京東商城隆重推出了首款個人用3D打印機(jī)。這臺奇妙的機(jī)器大小和一臺烤箱差不多，可以打印最大不超過14立方厘米的物品，比如打印一個手機(jī)殼大約需要兩小時。

　　據(jù)稱，這款3D打印機(jī)所配套ABS塑料售價為699元/件，如果要購買全套打印機(jī)，加上7種顏色的ABS塑料，總價19892元。京東商城表示，5月預(yù)售出了20多臺。

　　其實，在淘寶網(wǎng)上一些價格相對低廉的“組裝版”3D打印機(jī)已經(jīng)開始銷售。一款價格為5200元的3D打印機(jī)在30天里售出90多件。據(jù)淘寶網(wǎng)統(tǒng)計，最近#p#分頁標(biāo)題#e#3D打印機(jī)的搜索指數(shù)上升了88.3%，與去年同期比，上升了數(shù)十倍。

　　事實上，3D打印的工業(yè)用途更有想象空間。北京航空航天大學(xué)材料專家王華明教授表示，目前飛機(jī)上的鈦合金部件用3D打印機(jī)制造，將會大大節(jié)省時間和材料費(fèi)用。

　　許多分析師認(rèn)為，即便3D打印的高端應(yīng)用目前還只是“實驗室里的成功”，但長期看，中國大飛機(jī)和先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)制造，都離不開3D打印技術(shù)。

　　中航工業(yè)沈飛公司總經(jīng)理袁立最近在一個高端制造業(yè)論壇上表示，航空制造業(yè)最大特點(diǎn)是“多品種、小批量”，許多零部件都需要單件定制，因此加工制造成本非常高，目前在飛機(jī)制造的流水線上“好多都是靠手工”。

　　他認(rèn)為，3D打印技術(shù)確實代表了制造業(yè)數(shù)字化、一體化、分布化、柔性化的大趨勢，如果在制造精度、耐久性上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對航空制造業(yè)的改變將是巨大的。而眼下的問題，是“如何盡早走出實驗室，形成批量制造能力”。

　　3D打印需突破技術(shù)瓶頸

　　資本市場對“新概念”總是很敏感。去年以來，3D打印技術(shù)被“熱炒”，體現(xiàn)在股市上則是相關(guān)股票的暴漲。

　　在美國，兩家3D打印機(jī)制造巨頭(分別為Stratasys和3D Systems)均在美國納斯達(dá)克上市，2012年這兩家公司股票都上漲2~3倍，而同期納斯達(dá)克指數(shù)漲幅僅為13.63%。美國總統(tǒng)奧巴馬公開宣布將投入5億美元用于3D打印，確保美國制造業(yè)回流。這顯然給3D概念股打了激素。

　　在中國，行業(yè)研究人士不斷發(fā)出樂觀預(yù)期，助長了市場的熱情。中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍最近表示，未來三年時間是3D打印技術(shù)非常關(guān)鍵的時期，市場規(guī)模會在現(xiàn)有基礎(chǔ)上翻一番。

　　他預(yù)計，中國有潛力成為世界最大的3D打印市場，未來三年中國3D打印市場可能會從約10億元人民幣增長到100億元。

　　去年，工信部曾表示將加大對3D打印產(chǎn)業(yè)的支持力度。今年科技部公布的《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)以及國家科技支撐計劃制造領(lǐng)域2014年度備選項目征集指南》中，3D打印產(chǎn)業(yè)首次入選。

　　業(yè)內(nèi)人士稱，我國將在三年內(nèi)正式啟動至少10個3D打印創(chuàng)新中心，發(fā)展500家傳統(tǒng)企業(yè)進(jìn)入3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

　　這些利好消息早就在股市“兌現(xiàn)”。比如，中航重機(jī)在投資了北航王華明教授的激光成型技術(shù)后，在A股被爆炒，去年底一度創(chuàng)下近3倍漲幅，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同類股票。其他3D概念股也漲勢喜人。

　　不過，事實上3D打印的“顛覆之路”還很長。即便羅軍對產(chǎn)業(yè)前景很看好，但他強(qiáng)調(diào)3D打印技術(shù)總體而言處于“起步階段”，距離大規(guī)模應(yīng)用還有一段時間。他認(rèn)為，3D打印會不會完全取代傳統(tǒng)制造業(yè)，到目前為止，“傳統(tǒng)制造業(yè)所擅長的批量化規(guī)?；a(chǎn)、精益化生產(chǎn)，恰恰是3D打印技術(shù)的短腿”。

　　在首屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會上，中國工程院院士徐志磊指出，3D打印技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用還面臨很多挑戰(zhàn)。比如，3D打印技術(shù)能否在精度上，達(dá)到傳統(tǒng)機(jī)械加工零件需達(dá)到的微米級別，同時還要以同樣高的效率生產(chǎn)出來？這是一個很大的挑戰(zhàn)。

　　他認(rèn)為，3D打印的“材料瓶頸”，主要體現(xiàn)在高精度、高強(qiáng)度、能夠長期應(yīng)用、耐疲勞等工藝標(biāo)準(zhǔn)上，眼下的3D打印還達(dá)不到高端工業(yè)領(lǐng)域的要求。

　　對于有些業(yè)內(nèi)人士把3D打印技術(shù)提高到“引領(lǐng)新工業(yè)革命”的高度，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟顧問、中科院寧波材料研究所研究員張文武表示，這需要更系統(tǒng)、更全面的認(rèn)識。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　他強(qiáng)調(diào)，“新工業(yè)革命”的大前提必須包含新能源革命，而到目前為止3D打印只是制造業(yè)的新變化，并沒有與一場新能源革命相聯(lián)系。“如果不告別礦石燃料為基礎(chǔ)的能源體系、經(jīng)濟(jì)體系，新工業(yè)革命就無從談起，其他都是次要的”。

　　在他看來，3D打印只是在智能制造領(lǐng)域打開了一扇門，使得網(wǎng)絡(luò)化、分布式、個性化生產(chǎn)得以實現(xiàn)，擺脫了福特式大工業(yè)生產(chǎn)的千篇一律。但如果開啟一場“新工業(yè)革命”，還要期待能源、信息和材料等幾個方面新技術(shù)的大跨越與大融合。

　　中國要整合3D打印產(chǎn)業(yè)鏈

　　一項單個技術(shù)的推廣，如果不能構(gòu)建起一個上下游結(jié)合的產(chǎn)業(yè)鏈，它的影響就是有限的。

　　在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會上，不少業(yè)內(nèi)人士都在議論，中國自己的3D打印技術(shù)在原材料和工藝穩(wěn)定性等諸多方面還面臨著瓶頸，而且國內(nèi)從事3D打印技術(shù)研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)目前“小而零散，各自為戰(zhàn)”，3D打印的產(chǎn)業(yè)化還需一個漫長過程。

　　從全球范圍看，中國的3D打印技術(shù)研發(fā)起步并不晚，目前在單項技術(shù)領(lǐng)域，甚至一點(diǎn)都不比美國等國差。比如，在航空工業(yè)的鈦合金激光打印技術(shù)上，王華明教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊在研發(fā)上就走在世界前列。

　　差距在哪里？中國工程院院士、西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院院長盧秉恒認(rèn)為，美國企業(yè)介入3D打印技術(shù)較多，研發(fā)實力較強(qiáng)，而中國當(dāng)時只是幾所大學(xué)在搞研發(fā)，沒有創(chuàng)新力和產(chǎn)業(yè)鏈，技術(shù)研發(fā)集中在設(shè)備上，材料和軟件沒配套，各家都是“單打獨(dú)斗”。

　　另外，政府的支持力度也不夠。在上世紀(jì)90年代中期，中國政府對3D打印技術(shù)大概支持了兩三千萬元，后來資金支持就斷了，在3D打印技術(shù)上的投入很少，直到2012年才又重視起來。

　　有業(yè)內(nèi)人士打趣，“是奧巴馬給中國官員上了一堂課，奧巴馬政府說要占領(lǐng)制造業(yè)的高端，要輪到中國人為自己的制造業(yè)感到擔(dān)憂了。”

　　2012年，美國政府正式宣布建立國家增材制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，推動3D打印技術(shù)向國家主流制造技術(shù)發(fā)展。隨后2012年12月，中國工信部副部長蘇波表態(tài)將推動3D打印產(chǎn)業(yè)化。

　　中科院教授柳卸林認(rèn)為，美國的新技術(shù)研發(fā)主要是市場驅(qū)動，而且他們的戰(zhàn)略規(guī)劃很有眼光，具有“概念領(lǐng)導(dǎo)力”，像3D打印、智慧地球、云教育等等，通過一項新技術(shù)的推廣和傳播，能夠帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的變化與發(fā)展。相對而言，中國的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃缺乏這種大視野。

　　“中國的科研立項，還停留在照搬和模仿階段，沒有敵人或沒有對手，我們就不敢去干，美國歐洲沒立項，我們就不能去研發(fā)。”他說，“事實上，真正的創(chuàng)新要去發(fā)掘未知的未來，去探尋看不見的東西，這最需要的是觀念創(chuàng)新。”

　　從完整產(chǎn)業(yè)鏈看，3D打印技術(shù)至少包括上游的設(shè)計、材料和下游的制造、營銷等環(huán)節(jié)，國內(nèi)制造商在制造環(huán)節(jié)也許并不落后，但在上游的軟件開發(fā)、設(shè)計研發(fā)以及市場營銷等方面，則缺乏“整體化配合”。

　　同時，3D打印的市場本來就有民用和工業(yè)用兩大板塊，差異性極大。比如，從材料和規(guī)格看，打印塑料制品的打印機(jī)只需幾千元，例如西安交通大學(xué)推出的一款家用打印機(jī)售價僅為6800元；打印樹脂制品的設(shè)備價格在40萬到200萬元；打印金屬制品的設(shè)備價格在350萬到1500萬元。

　　“我們需要創(chuàng)新科研機(jī)制的支撐?，F(xiàn)在幾所院校都在各自領(lǐng)域研發(fā)自己的東西，設(shè)備要自己設(shè)計，軟件要自己開發(fā)，材料要自己去弄，工藝要自己研究，都很費(fèi)勁，發(fā)展很慢。”盧秉恒院士強(qiáng)調(diào)，我國的3D打印研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)該各有分工，互助互補(bǔ)。

　　國務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部王忠宏等學(xué)者，系統(tǒng)調(diào)研了國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀后提出，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要完善的供應(yīng)商和服務(wù)商體系及市場平臺。

　　在供應(yīng)商和服務(wù)商體系中，包含工業(yè)設(shè)計機(jī)構(gòu)、3D數(shù)字化技術(shù)提供商、3D打印機(jī)及耗材提供商、3D打印設(shè)備經(jīng)銷商、3D打印服務(wù)商；市場平臺包含第三方檢測驗證支持、金融支持、電子商務(wù)、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等支持。

　　“而目前國內(nèi)的3D打印企業(yè)的產(chǎn)業(yè)整合度較低，主導(dǎo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)平臺尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無序狀態(tài)”。

　　他們還認(rèn)為，3D打印技術(shù)更需要教育培訓(xùn)和社會推廣。目前，中國多數(shù)制造企業(yè)尚未接受“數(shù)字化設(shè)計”、“批量個性化生產(chǎn)”等先進(jìn)制造理念，對3D打印這一新興技術(shù)的戰(zhàn)略意義認(rèn)識不足。一般企業(yè)購置3D打印設(shè)備的數(shù)量非常有限，應(yīng)用范圍狹窄。

　　此外，在機(jī)械、材料、信息技術(shù)等工程學(xué)科的教學(xué)課程體系中，缺乏與3D打印技術(shù)相關(guān)的必修環(huán)節(jié)，還停留在部分學(xué)生的課外興趣研究層面。