1、从梦想到现实的距离“刚出炉的全麦蓝莓松饼香味从厨房的食品打印机中飘出。当你把打印机调到高级医疗模式时，松饼是低糖的，而其他一系列数字化早餐让你的营养更加均衡。 ” “刚出炉的全麦蓝莓松饼香味从厨房的食品打印机中飘出。当你把打印机调到高级医疗模式时，松饼是低糖的，而其他一系列数字化早餐让你的营养更加均衡。 ” 是的，没错，以上是由胡迪利普森和梅尔芭库曼创作的3D 打印一书中描述的场景，这或许就是我们几十年后生活的一种可能。 未来市场增长迅猛 早在 2012 年 4 月，英国经济学人杂志以大量篇幅刊登了关于数字化制造和 3D 打印的文章，并将其定位成引领“第三次工业革命”的关键技术。奥巴马在国情咨
2、文中也将 3D 打印作为重振美国制造业的关键技术提高到了国家战略的高度。 最近一年多以来，国内实业界和资本市场对于 3D 打印的热情急剧升温。政府部门对 3D 打印的政策支持力度也在加大，科技部就首次将 3D打印产业纳入“863 计划”当中。甚至有专家认为，3D 打印作为一项颠覆性的制造技术，谁能够最大程度地研发、应用，谁就能掌握制造业乃至工业发展的主动权。 据全球 3D 打印产业的权威研究机构美国沃勒斯公司最新报告称，2012 年全球 3D 打印设备和服务整体市场为 22 亿美元，其中，美国约占60%，德国、日本、中国等各约占 10%。据悉，该公司已经连续 18 年发布全球 3D 打印产业报
3、告，被视为全球 3D 打印行业的风向标。 据统计，过去 25 年 3D 打印产品和服务的收入年复合增长率为25.4%，2012 年销售额达到 22.04 亿美元，相较 2011 年 17.14 亿美元的规模增长了 29%。未来预计 3D 市场将保持快速增长的势头，2017 年市场规模将达 50 亿美元，2021 年达 108 亿美元。 沃勒斯总裁特里沃勒斯表示，他看好中国的 3D 打印市场潜力，但认为中国成为全球相关最大市场可能需要更长时间。中国 3D 打印技术产业联盟秘书长、亚洲制造业协会首席执行官罗军也预测，中国的 3D 打印市场约在三年内会从目前的约 10 亿元人民币增长到 100 亿元
4、。 3D 打印的幂定律 尽管 3D 打印市场的规模预期将不断扩大，许多人充满乐观地看待这项正从边缘走向主流的制造技术，但仍然还是有人在“看空” 。 近期鸿海集团董事长郭台铭就炮轰 3D 打印技术，他在一次接受采访的时候谈到，3D 打印技术只是一个噱头。并扬言， “如果 3D 打印真有用，我的郭字倒过来写。 ” 在舆论宣传中，3D 打印似乎无所不能丢失的零件、鞋子、人体器官、乐器，甚至枪支都可以通过 3D 打印制造出来。但关键的事实是：3D 打印虽然不受复杂性的限制，却受到产量的限制。从成本到时间，再到材料用量，所有一切都增加了 3D 打印的难度。假如我们想要 2 倍大的东西，就要花费 8 倍的
5、材料和 8 倍的时间，想要 3 倍大的东西，就要花27 倍的材料和时间这就是“3D 打印的幂定律” 。 客观而言，3D 打印技术尽管潜力巨大，但要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：一是成本方面，现有 3D 打印机造价普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难；二是打印材料方面，目前 3D 打印的成型材料多采用化学聚合物，选择局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患；三是精度、速度和效率方面，目前 3D 打印成品的精度还不尽如人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突；四是产业环境方面，3D 打
6、印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 综合来看，3D 打印技术的优势目前仍主要体现在小批量、定制化、结构复杂的产品制造领域。因此，在未来相当长的时期内，3D 打印对于传统制造工艺而言，都是一种补充，而非颠覆。 这个判断也是业内的普遍共识，在全球主流 3D 打印企业中，实际上没有一家将打印最终产品作为主要市场方向。西安交大的卢秉恒院士、华中科技大学的史玉升教授等国内 3D 打印专家都表示，目前还看不到 3D打印取代传统制造工艺的可能，就像微波炉没有取代其他烹饪方式，3D打印也不会取代其他制造工艺，而只会成为一种补充形式
7、。 “创客时代”来临 据沃勒斯公司统计，目前 3D 打印技术的行业应用主要分布于消费电子、汽车、医疗、航空航天、建筑、科研等领域；而从具体应用环节来看，3D 打印技术目前主要用于设计样品、展示模型及模具的制造，但直接零部件加工的占比从 2003 年的不足 4%已快速上升到了 2012 年的 28%左右。 3D 打印的材料和产品的范围也大大拓宽了，大型工业打印机除了塑料还可以打印金属、橡胶和陶瓷。3D 技术的发展正在突飞猛进，不管是零部件还是新设计的产品，不管是惰性的还是有机的材料，也不管是显微镜下才能看见的物体还是一幢房子，不管是在地面上还是在太空中，都可以通过 3D 打印实现。然而 3D 打
8、印可操作的范围还是有限的，更重要的是它的成本很高，甚至能达到原材料的 100 倍。 有多个重要领域值得关注：比如说打印电子元件，不仅仅是物件，也包括逻辑和功能；方兴未艾的生物打印，应用于医疗行业（尤其是修复性医学领域） ；航空航天是 3D 打印最具前景的应用领域之一；在消费电子与汽车行业，3D 打印技术主要用于设计原型制造及模具开发；在建筑与服装行业，3D 打印可以实现复杂结构、极大地拓展设计师的想象空间。 此外，自 2008 年开始，个人 3D 打印设备的销量出现爆发式增长，2011 年全球个人 3D 打印设备销量为 23265 台，同比增长近 3 倍。目前，个人 3D 打印设备的应用主要在于满足人们的个性化需求，比如：用户可以自己在家中做出独具个性的首饰、玩具、餐具等产品；基于 3D 打印技术的“3D 照相馆”可以为人们留下逼真的立体留影等。 而随着 3D 打印设备与互联网结合，带来了商业模式的创新。不仅满足了个人的创造欲望，还可以将其转化为商业盈利，反过来必将进一步推动个人 3D 打印需求的增长， “创客时代”正一步步走进现实。
