3D打印系統(tǒng)改變制造業(yè)？

3D打印亦稱層疊制造技術(shù)，是利用可塑材料一層一層打印物體的技術(shù)，具有極高的行業(yè)潛力。10年前，3D打印機(jī)售價(jià)數(shù)萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)美元，今天，家用3D打印機(jī)僅需一千美元，可供家庭打印挽救、擺設(shè)、裝飾品、家庭用具和各種業(yè)余愛(ài)好物品。在未來(lái)3-5年內(nèi)，家用三維打印機(jī)完全可能降到300-500美元，技術(shù)涉及快速原型制造、快速制造、增量制造、材料累加制造、分層制造、實(shí)體自由制造、3D打印技術(shù)等。

其中，3D打印技術(shù)分為四類，包括固化成形技術(shù)、疊層實(shí)體制造技術(shù)、熔融沉積造型技術(shù)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)。其中，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是在激光照射下進(jìn)行燒結(jié)，在激光燒結(jié)的過(guò)程中，為防止金屬的氧化，必須將金屬粉末密封在容器中進(jìn)行。激光燒結(jié)技術(shù)的特點(diǎn)主要是采用多種材料，對(duì)形狀沒(méi)有要求，精度高、材料利用率高。同時(shí)我們也應(yīng)該看到，激光燒結(jié)成形速度較慢，強(qiáng)度較低，制造價(jià)格非常昂貴。

在激光燒結(jié)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的激光熔化技術(shù)是一種金屬件直接成形方法，是快速成形技術(shù)的最新發(fā)展。激光熔化技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，它可以直接制成終端金屬產(chǎn)品，省掉中間過(guò)渡環(huán)節(jié)，可得到冶金結(jié)構(gòu)的金屬實(shí)體，密度接近百分之百，工件也較高的拉伸強(qiáng)度，較低的粗糙度，較高的尺寸精度，適合各種復(fù)雜形狀的工件，尤其適合內(nèi)部有復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)的模型。

由于3D打印的這種特性，它更適合用于定制化、小規(guī)模的精細(xì)制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，例如它可以用于制造工業(yè)高端零部件，用在家庭中小孩可以用3D打印自己制造玩具，還可以用于制造牙套、助聽(tīng)器這類個(gè)人特性很強(qiáng)的東西。最近，美國(guó)航空航天局還在探究3D打印食品給宇航員做飯。

3D打印的產(chǎn)業(yè)化最早出現(xiàn)在工業(yè)設(shè)計(jì)、牙科和醫(yī)療、航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域。世界知名的3D打印公司，多數(shù)都有打印牙齒、骨骼或是輔助臨床醫(yī)療等類型的制造業(yè)務(wù)，例如美國(guó)的Stratasys公司，比利時(shí)的Materilise公司等。3D打印的應(yīng)用范圍正在輻射向醫(yī)療器械、珠寶、家居設(shè)計(jì)、航空器等多個(gè)方面，沃勒斯合伙公司總裁Terry Wohlers甚至認(rèn)為未來(lái)可以打印腎等內(nèi)臟器官、心臟器官和肢體。

中國(guó)工程院院士盧秉恒還提出了3D打印技術(shù)發(fā)展的路線圖：從3D打印發(fā)展到4D打印，再發(fā)展到5D打印。4D打印是通過(guò)智能材料打印成一個(gè)結(jié)構(gòu)，在溫度、環(huán)境發(fā)生變化以后，這種材料可以發(fā)生變形，變成在工作狀態(tài)下需要的結(jié)構(gòu)。5D打印是指細(xì)胞打印，活體器官以“打印”的方式，通過(guò)生長(zhǎng)因子，由干細(xì)胞繁殖變成母體。

有業(yè)內(nèi)人士將2012年稱為“3D打印元年”。2012年3月，為重振美國(guó)經(jīng)濟(jì)和美國(guó)制造，奧巴馬總統(tǒng)提出建設(shè)全美制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，并將3D打印確定為方向之一。2012年4月，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》(The Economist)刊登了一篇名為《第三次工業(yè)革命》的封面文章，認(rèn)為3D打印將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”，并稱這是“制造業(yè)未來(lái)的趨勢(shì)”。隨后，美國(guó)《連線》(Wired)雜志主編克里斯·安德森(Chris Anderson)于年底離職，擔(dān)任他創(chuàng)辦的3D打印制造公司3D Robotics的CEO。同時(shí)，美國(guó)《時(shí)代》(TIME)周刊也將3D打印列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”。中國(guó)于2012年10月成立了中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。2012年，全球迅速形成了3D打印技術(shù)熱潮。

2013年6月，全球制造業(yè)巨頭富士康集團(tuán)董事長(zhǎng)郭臺(tái)銘公開(kāi)批評(píng)3D打印根本是噱頭，無(wú)法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，稱富士康投入3D打印多年，結(jié)果完全不可行，并否認(rèn)日前英國(guó)媒體《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》稱3D打印是“第三次工業(yè)革命”的說(shuō)法，并公開(kāi)放話：“如果真的是(第三次工業(yè)革命)，那我‘郭’字倒過(guò)來(lái)寫(xiě)�！备皇靠禐樘O(píng)果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年，郭臺(tái)銘以3D打印制造的手機(jī)為例，說(shuō)明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因?yàn)檫@些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無(wú)法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。他還說(shuō)，3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，也無(wú)法量產(chǎn)，而且一摔就碎�！�

由于郭臺(tái)銘在制造業(yè)的影響力，他的說(shuō)法在3D打印技術(shù)行業(yè)引起不小反響。對(duì)此，全球最大的3D打印公司創(chuàng)始人斯科特·克倫普表示，雖然現(xiàn)在主要材料還是塑料，但未來(lái)金屬材料肯定會(huì)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)。3D打印技術(shù)先后進(jìn)入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來(lái)可應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣。

暢銷(xiāo)書(shū)《3D打�。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》的作者胡迪?利普森(Hod Lipson)與梅爾芭?庫(kù)曼(Melba Kurman)也反駁道，把3D打印拿來(lái)用作大量生產(chǎn)本來(lái)就很不合適，大量生產(chǎn)是機(jī)械人的工作，這是兩種不同的概念，富士康應(yīng)該去研究機(jī)械人生產(chǎn)，而不是3D打印。他們表示，過(guò)去幾次改變世界的新科技出現(xiàn)時(shí)，一開(kāi)始都是遭到一窩蜂追捧，直到大家發(fā)現(xiàn)困難重重、需要突破的地方仍然很多時(shí)，就會(huì)突然冷靜，甚至冷漠下來(lái)，最后到了技術(shù)發(fā)展成熟階段，才廣為世人接受，3D打印也正在經(jīng)歷這樣的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程。

事實(shí)上，中國(guó)市場(chǎng)對(duì)待3D打印的態(tài)度十分審慎。北京航空制造工程研究所總工程師李志強(qiáng)就提示道，“千萬(wàn)不要因?yàn)?D打印的出現(xiàn)，就有否定傳統(tǒng)的制造工藝的想法。對(duì)于大規(guī)模制造而言，鑄造鍛造都不可替代，成本上競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)，質(zhì)量上、穩(wěn)定性上更不用說(shuō)，所以起碼在現(xiàn)階段，3D打印仍是在某些特定情況下使用�！�

6月26日，工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在“新工業(yè)革命與增材制造國(guó)際研討會(huì)”上談到，今天3D打印已經(jīng)形成比較完整的技術(shù)體系，應(yīng)用范圍不斷拓展，產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，市場(chǎng)規(guī)�？焖僭鲩L(zhǎng)�？萍疾坎块L(zhǎng)萬(wàn)鋼認(rèn)為，由于3D打印在復(fù)雜化結(jié)構(gòu)零部件加工、個(gè)性化定制等方面具有獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其在航空航天、汽車(chē)、電子等領(lǐng)域?qū)⒕哂邢喈?dāng)廣闊的應(yīng)用前景。

據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，3D打印技術(shù)潛在的經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到2300億美元~2500億美元。中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)楊拴昌表示，雖然2012年全球3D打印的產(chǎn)值只有22.04億美元，但是過(guò)去3年，3D打印的市場(chǎng)規(guī)模年均增速超過(guò)了25%，而且可能會(huì)迎來(lái)幾何級(jí)的爆