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用打印機(jī)可以打出一個(gè)杯子、一臺發(fā)動機(jī)，甚至一輛汽車？這不是天方夜譚，而是當(dāng)前炙手可熱的3D打印技術(shù)。今年以來，3D打印技術(shù)在國內(nèi)掀起熱潮，3D打印機(jī)亮相各大展會，3D打印概念股票價(jià)格猛漲。在堪稱“魔幻”的技術(shù)特性背后，3D打印到底能給我國制造業(yè)和百姓生活帶來哪些改變？
當(dāng)電影照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
普通人對3D打印最直觀的印象，來自今年的賀歲片《十二生肖》。電影里，成龍扮演的國際大盜用掃描手套獲取了獸首模型的三維數(shù)據(jù)，傳輸?shù)竭h(yuǎn)程電腦上，與電腦連接的打印機(jī)很快就打出一個(gè)個(gè)與原型一致的復(fù)制品。
從電影里可以看出，3D打印有別于傳統(tǒng)制造對原材料進(jìn)行切削等“減材工藝”。它是一種“增材制造”，即以三維模型為基礎(chǔ)，以粉末為原料，通過逐層堆積來構(gòu)造物體。
由于3D打印不需要事先開發(fā)模具，也不會浪費(fèi)材料，并且制造過程比較省時(shí)，因此，它也被稱為“快速成型”技術(shù)。
3D打印雖然神奇，但這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)并不新。早在上世紀(jì)80年代，美國就誕生了3D打印。上世紀(jì)90年代，國內(nèi)的一些高校也開始研究這項(xiàng)技術(shù)。但是，此后很長一段時(shí)間，3D打印一直默默無聞。
華中科技大學(xué)快速制造中心主任史玉升，是國內(nèi)最早研究3D打印的學(xué)者之一。他回憶，當(dāng)年在山東推廣3D打印技術(shù)時(shí)，自己被認(rèn)為是“騙子”“大忽悠”。
與當(dāng)年的落寞相比，3D打印現(xiàn)在可謂紅得發(fā)紫。國內(nèi)3D打印技術(shù)領(lǐng)軍人物、北京航空航天大學(xué)教授王華明，今年5月參加首屆中國國際技術(shù)進(jìn)出口交易會時(shí)曾感慨，3D打印走紅的速度令人始料未及。
3D打印為什么這樣紅？時(shí)代背景很重要。近年來，美國總統(tǒng)奧巴馬多次強(qiáng)調(diào)3D打印的重要性，把它和機(jī)器人、人工智能并列為美國制造的關(guān)鍵技術(shù)；英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志認(rèn)為，3D打印等數(shù)字化生產(chǎn)模式將推動第三次工業(yè)革命。
我國經(jīng)濟(jì)正由“要素驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“創(chuàng)新驅(qū)動”。中國工程院院士盧秉恒說，3D打印的一大特點(diǎn)是“所想即所得”，只要能在電腦里設(shè)計(jì)出三維模型，3D打印機(jī)就能幫你變成現(xiàn)實(shí)，“這可以大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，幫助我國企業(yè)從制造走向創(chuàng)造”。
產(chǎn)業(yè)化路途尚遠(yuǎn)
3D打印有這么多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，讓不少人驚呼它將“顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)”。國內(nèi)不少企業(yè)也摩拳擦掌，欲從中分得一塊蛋糕。
資本市場的反應(yīng)最為靈敏。早在去年年末，3D打印概念股中航重機(jī)和南風(fēng)股份就進(jìn)入上行通道，迄今為止的漲幅分別達(dá)到170％和70％。在這種示范效應(yīng)下，幾乎每隔一段時(shí)間，就有上市公司宣布介入3D打印業(yè)務(wù)。
電子商務(wù)企業(yè)也躍躍欲試。京東商城已試水3D打印機(jī)網(wǎng)購。登錄京東網(wǎng)站可看到，其出售的是一款美國產(chǎn)小型3D打印機(jī)，尺寸和一臺烤箱差不多，可以打印最大不超過14×14×14（厘米）的物品。打印機(jī)售價(jià)14999元，如果配齊七種顏色的塑料耗材（單價(jià)699元），總花費(fèi)近2萬元。
看上去，3D打印機(jī)似乎要和電腦一樣，走進(jìn)千家萬戶了。但實(shí)際上，3D打印技術(shù)在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化上，還面臨較多的限制。
首先是打印材料。一般的3D打印材料包括石膏粉、光敏樹脂和塑料等，而工業(yè)級應(yīng)用的金屬材料僅有鈦、不銹鋼和金銀等寥寥數(shù)種，需要進(jìn)一步擴(kuò)展。
亞洲制造業(yè)協(xié)會CEO羅軍指出，用3D打印技術(shù)制造很多產(chǎn)品都不存在技術(shù)上的障礙，關(guān)鍵是材料。我國在材料領(lǐng)域還處于比較被動的局面，而產(chǎn)品的功能與材料密切相關(guān)。
其次是應(yīng)用。3D打印的優(yōu)勢體現(xiàn)在小批次、設(shè)計(jì)復(fù)雜的物件制造上，但制造大型、結(jié)構(gòu)簡單和大批量的物件，相比傳統(tǒng)工藝仍處于劣勢。這和普通打印機(jī)一樣，打印幾張紙，用打印機(jī)很快，但如果要印一批書，還是到印刷廠做成模板再印，效率更高、成本也更低。
此外，盧秉恒指出，3D打印技術(shù)本身也有需要提升的地方。如目前的打印精度不能令人滿意，只能和鑄件相當(dāng)。如果提高精度，又會限制打印效率。打印材料高溫熔化后再冷卻，產(chǎn)品強(qiáng)度會不會受影響，目前還缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
最后是在商業(yè)化推廣上。與美國已經(jīng)出現(xiàn)3DSystems和Stratasys兩大3D打印機(jī)上市公司不同，我國的3D打印技術(shù)起源于西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)和清華大學(xué)等高校，相關(guān)的技術(shù)轉(zhuǎn)化集中在校辦企業(yè)，如武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司依托于華中科大，陜西恒通智能機(jī)器有限公司則擁有西安交大的背景。
“高校系”公司的特點(diǎn)是科研能力較強(qiáng)，但商業(yè)化推廣能力偏弱。中科院的袁志彬博士指出，按照發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)，大學(xué)應(yīng)主要進(jìn)行基礎(chǔ)研究，科研院所側(cè)重于共性技術(shù)研究，企業(yè)則致力于最后的產(chǎn)品化，如此產(chǎn)學(xué)研三方才能合作互補(bǔ)。
謹(jǐn)防重蹈光伏覆轍
有研究顯示，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)目前的市場規(guī)模約10億元。即使按照比較樂觀的預(yù)計(jì)，3年后能增長到100億元，離產(chǎn)業(yè)化還是有較遠(yuǎn)的距離。
不過，這項(xiàng)技術(shù)的“魔幻”特性已經(jīng)調(diào)動起了很多地方的熱情。當(dāng)王華明教授亮相中國國際技術(shù)進(jìn)出口交易會時(shí)，立刻引來不少開發(fā)區(qū)招商人員的追逐。
目前，已有南京、青島、武漢和東莞等多個(gè)城市表態(tài)要在3D打印上有所作為。今年3月，國內(nèi)首個(gè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心落戶南京。按照規(guī)劃，這個(gè)中心涵蓋3D打印應(yīng)
