據(jù)預測,我國的3D打印市場將在3年內(nèi)從目前的約10億元人民幣增長到100億元,這將會給“中國制造”轉型、為“中國創(chuàng)造”提供新動力。
喜愛電影的觀眾也許還記得這樣一個場景:2013年賀歲檔,成龍主演的影片《十二生肖》中,成龍飾演的竊寶大盜只把狗頭、雞頭等雕塑的三維模型數(shù)據(jù)掃描輸入電腦,世界另一頭的3D打印機就在第一時間把復制品迅速打印出來。
3D打印技術又稱“三維打印技術”或“快速制造技術”,通過“打印機”里的龐大的材料系統(tǒng),可以“打印”出真實的物體。其最突出的特點便是無需模具便能成型,直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何物體的形狀。
新奇的“舊”技術
3D打印技術雖然神奇,但實際上并不新。距離發(fā)明家查爾斯·赫爾生產(chǎn)出第一臺3D打印機以來,3D打印技術已經(jīng)發(fā)展了近30個年頭。
這項咋看起來并不顯眼的技術如今卻引起了發(fā)達國家的高度關注,紛紛將其作為振興目前萎靡不振的經(jīng)濟的著力點。今年2月,美國總統(tǒng)奧巴馬在其新任期的首份國情咨文中指出,在重振制造業(yè)過程中,將3D打印列為重要發(fā)力點;英國權威機構也將3D打印等數(shù)字化生產(chǎn)模式列為第三次工業(yè)革命的主要內(nèi)容。3D打印技術瞬時炙手可熱。
早在上世紀90年代,國內(nèi)就有高校開始研究3D打印,當時的名字叫“快速成型”技術。其工作原理是:把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品,可以即時使用。與同為以3D技術為基礎的3D電影、3D電視、3D游戲等不同,3D打印真正讓人們對其產(chǎn)品“看得見,摸得著”。
中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍預測,我國的3D打印市場將在3年內(nèi)從目前的約10億元人民幣增長到100億元。
制造業(yè)創(chuàng)新的“發(fā)動機”
因為3D打印技術可以大幅降低新產(chǎn)品推出的周期,能夠減少工業(yè)模具開發(fā)的時間和成本,所以其一經(jīng)面世即對制造業(yè)產(chǎn)生了強大的吸引力。對于工業(yè)制造企業(yè)而言,由于不需要動用加工機床和開發(fā)模具,業(yè)內(nèi)人士估算用3D打印制作設計成品的時間和成本只有傳統(tǒng)加工方法的10%到30%。
另外,由于成品時間短和還原度高,能夠快速為工程師準確表達設計思想和產(chǎn)品功能。同時由于節(jié)省了模具成本,將會讓企業(yè)有更多的資金和精力推出新品,更快速地對市場需求進行反應?!?D打印技術的深層意義在于,它將有可能改變傳統(tǒng)工業(yè)格局和大規(guī)模生產(chǎn)方式的理念。業(yè)界普遍認為,3D打印技術是新的工業(yè)革命的關鍵技術之一,我國在這個領域已取得了很大的成績,基本與西方發(fā)達國家處于同一水平,大家已經(jīng)站在同一條起跑線上。
有專家分析認為,3D打印技術將會給“中國制造”轉型、為“中國創(chuàng)造”提供新動力。從某種意義上講,3D打印技術將會加速科技創(chuàng)新,這讓我國長期處于追趕和規(guī)模擴張型的工業(yè)產(chǎn)業(yè)模式看到了改變的希望。受工業(yè)技術進步以及勞動力結構變化的影響,近年來“中國制造”的優(yōu)勢正在減弱,人口紅利正在逐漸衰竭,如何讓“中國制造”轉型“中國創(chuàng)造”成為各方關注的焦點。對于正在尋求產(chǎn)業(yè)升級之道的工業(yè)等領域,3D打印技術的興起無疑會成為一個突破口。
“中國制造”經(jīng)過30多年的積累,已經(jīng)形成了非常完善的產(chǎn)業(yè)鏈、具備成熟的生產(chǎn)工藝,這為3D打印的技術轉化、創(chuàng)新和應用奠定了非常堅實的基礎。
基礎薄弱 任重道遠
目前,我國的3D打印還屬概念的范疇,處于行業(yè)拓荒階段。國內(nèi)現(xiàn)有北航、清華、中航625所、華中科技大學、西安交大等一些科研機構在跟蹤3D打印技術,并制造了大型3D打印機,部分技術達到了世界先進水平。
據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)在國內(nèi)具有自主研發(fā)能力的3D打印機生產(chǎn)企業(yè)不超過5家。從整個產(chǎn)業(yè)角度來看,由于缺少龍頭企業(yè)的帶動,政府也沒有針對性的扶植措施,我國的3D打印整體產(chǎn)業(yè)體量還較小。此外,由于我國制造業(yè)正處于粗放型階段,各個環(huán)節(jié)對3D打印技術帶來的沖擊認識還不足,接受度較低,無論是規(guī)模還是形式,都仍屬于小眾需求,遠未達到可以改變格局的程度。
國家增材制造戰(zhàn)略咨詢研究組組長李培根指出,與國外相比,我國在3D打印的理論研究上有一定差距。此外,我國在3D打印材料方面研究薄弱,而這是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵要素,我國3D打印裝備整體性能較差,大部分的3D打印工藝裝備還處于低端水平。
業(yè)內(nèi)人士指出,盡管國內(nèi)3D打印企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了自主制造設備,但相對發(fā)達國家而言還缺乏技術創(chuàng)新,有一定的模仿痕跡。另外,在上游技術以及配套軟件、材料等方面還有很大不足,產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)學研用并未形成有效對接。此外,現(xiàn)在普通3D打印機的精度尚難以控制,成品相較傳統(tǒng)制造工藝還顯粗糙,而工業(yè)級打印機的精度雖高,但成本居高不下,有的達到百萬元之巨。這就失去了改變制造工藝的意義。就當前的發(fā)展水平和成本來看,3D打印技術也不適合于批量生產(chǎn),更適合于個性化制造以及科研、設計等需求。
形成合力 超常規(guī)發(fā)展
有識之士指出,在世界先進國家正在3D打印上發(fā)力之際,我國的3D打印應該形成合力,超常規(guī)發(fā)展,并納入國家戰(zhàn)略。國家層面已經(jīng)高度關注這一問題。
今年7月,中共中央總書記習近平視察武漢光谷時,專門觀看了3D打印機的演示。他表示,3D打印前景廣闊,應該抓緊產(chǎn)業(yè)化。
2012年12月,工業(yè)和信息化部副部長蘇波表示,3D打印將深刻影響制造業(yè)的未來,成為未來新的經(jīng)濟增長點。為加快推動3D打印制造技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,我國將加強制度頂層設計和統(tǒng)籌規(guī)劃,加大財稅政策引導力度,適時籌建相關制造行業(yè)組織。這也是官方正式為3D打印技術在我國的發(fā)展定調(diào)。
據(jù)悉,工信部正在研究制定3D打印技術路線圖和中長期發(fā)展戰(zhàn)略,并推動完善3D打印技術規(guī)范和標準制定??萍疾恳苍诮谕瞥隽朔龀?D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指南,并將設置專用經(jīng)費支持3D打印技術研究。
李培根則提出,希望政府采取專項推進和機制創(chuàng)新,將廣泛的社會資源與技術創(chuàng)新相結合,通過典型的工程應用,帶動3D打印技術的發(fā)展,造就一批服務于新興產(chǎn)業(yè)的制造工程師,提升我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。
地方政府也紛紛出臺政策扶持3D打印產(chǎn)業(yè)化。近日,福建省經(jīng)貿(mào)委頒布實施了《關于促進3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》,從產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、公共研發(fā)平臺、關鍵零部件制造、產(chǎn)品應用等多個方面加快扶持3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
該《意見》提出,到2020年,福建將培育10家以上產(chǎn)值超10億元企業(yè),形成較為完整的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈,全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超200億元。以研發(fā)打印材料、過程控制、數(shù)字化建模、后處理等關鍵技術和微噴墨打印陣列、激光器、打印設備等關鍵部件為重點,提高3D打印技術水平;鼓勵3D打印技術、產(chǎn)品及服務在各個行業(yè)的創(chuàng)新應用,加快3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?!兑庖姟诽岢?,到2020年,福建將培育10家以上產(chǎn)值超十億元企業(yè),形成較為完整的3D打印產(chǎn)業(yè)鏈,全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超200億元。#p#分頁標題#e#
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院經(jīng)濟學博士李夢娟則認為,我國應重視對3D打印技術發(fā)展規(guī)律、技術體系的研究,跟蹤3D打印技術及產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢,建立3D技術相關的標準體系,重點突破3D打印技術的設計和關鍵的共性技術的發(fā)展。通過制定3D打印技術的中長期發(fā)展戰(zhàn)略,引領3D產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
同時,還應盡早將3D打印納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),讓其享受到相關的政策,為其技術發(fā)展及相關的配套技術的發(fā)展及生產(chǎn)、應用,提供更為廣闊的空間。
李夢娟還建議,國家應出臺相關政策,鼓勵民營資本進入3D制造領域;搭建教育培訓平臺,培養(yǎng)3D打印方面的人才。與此同時,業(yè)內(nèi)人士也指出,政府相關部門應該吸取我國的DVD、光伏產(chǎn)業(yè)“遍地開花”、一哄而起,最后形成產(chǎn)能過剩,重復生產(chǎn)這一教訓,在3D打印技術的產(chǎn)業(yè)化過程中,要制定行業(yè)規(guī)劃并出臺相關政策,使這一新興產(chǎn)業(yè)又好又快地發(fā)展,盡快進入良性發(fā)展軌道。
發(fā)展3D打印技術應避免一哄而上
不久前在廣州舉行的2013中國廣東國際智慧城市技術應用暨智慧生活智能家居博覽會上,由中科院云計算產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新與育成中心自主研發(fā)的3D打印機首次亮相。該3D打印機將在今年10月份實現(xiàn)量產(chǎn),前期將主要針對個人消費市場,滿足消費者的個性化打印需求,另外,工業(yè)3D打印機的樣機也已經(jīng)研發(fā)成功。
在新技術革新方興未艾的今天,一場發(fā)軔于美國的技術創(chuàng)新,正點燃了人們對未來制造業(yè)的想象和期待,3D打印技術或許將引領未來制造業(yè)的一場革命,對此,世界上幾個領先的制造業(yè)大國和科技大國都感受到3D打印的誘惑,并投入重金和規(guī)模性的科技資源,力圖在3D打印研發(fā)方面追趕美國領先的步伐,以防止本國在這個最新銳的產(chǎn)業(yè)技術領域落伍。作為新興發(fā)展體的我國自然也不甘人后,憑借強大的經(jīng)濟實力和舉國科研體制,在3D打印研發(fā)領域布下了重兵,京津唐區(qū)域、長三角、珠三角等幾大城市群對3D打印不約而同地集體發(fā)力,以盡快跟上這一波世界新技術革命的新浪潮。目前,全國已經(jīng)有十幾個城市表態(tài),要把3D打印產(chǎn)業(yè)作為城市的新興產(chǎn)業(yè),隨著時間的推移,或將有更多的城市參加到跟潮的行列之中來。
緊盯新技術革命的潮涌潮起沒有錯,但這些年我們在發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)中一哄而起的教訓不能不說是非常慘痛的。比如,物聯(lián)網(wǎng)在江蘇省無錫“首發(fā)”之后,幾乎一夜之間“千樹萬樹梨花開”,國內(nèi)許多城市都熱炒起物聯(lián)網(wǎng)來。新技術、新產(chǎn)業(yè)受到普遍關注本屬正常,但不正常的是,在全球層面上,物聯(lián)網(wǎng)目前更多地還處于概念上的推廣階段,國內(nèi)如此之多的地區(qū)和企業(yè)盲目跟風而進。這種不是審慎的評估與調(diào)研和對外部性與內(nèi)部性的成本考量,而是一窩蜂地盲目上馬雷同項目,無疑將在這些新興產(chǎn)業(yè)領域里制造新一輪的產(chǎn)能過剩,并進一步給目前我國正在推進的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整帶來更多嚴峻的新問題。
更令人擔心的是一些地方政府片面追求GDP增長,一聽說某個新興產(chǎn)業(yè),立馬將其當成新的政績工程而不顧及當?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)特色,不考慮實際的基礎差異,更無忌同質化、重復化、概念化的風險,盲目鋪攤子、上項目,甚至大搞形象工程,引發(fā)過度投資、重復建設。一個地方假若沒有諸如“新能源項目、物聯(lián)網(wǎng)、多晶硅……”就會讓某些決策者感到不安。而這種如坐針氈的感覺,跟以往不正確的政績觀所導致的非理性心態(tài)并無二致,也很容易引發(fā)在發(fā)展新興行業(yè)中重走“粗放型”開發(fā)、建設的老路,而發(fā)展3D打印技術同樣懼怕這種不計成本、效益、能力,只追求GDP增長的一哄而起。事實上,我國3D打印研發(fā)還處于起步階段,距離產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化和市場化還需以時日。這就需要我們在發(fā)展3D打印技術之中,必須以科學發(fā)展的嶄新理念與創(chuàng)新機制為引導和保障,憑借舉國科研體制的優(yōu)勢,在研發(fā)與引進之中尋找到最佳平衡點,確保在發(fā)展3D打印技術之中避免無秩競爭,從而克服無秩消耗給我國發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)帶來的內(nèi)損與外耗。同時,做好發(fā)展3D打印技術的全局性規(guī)劃與布局,避免再陷重復建設、無序擴張的浮躁泥潭,確保3D打印技術和產(chǎn)業(yè)走可持續(xù)和健康發(fā)展之路。
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