3D打印 “智”造新未来 最近热映的电影《十二生肖》中，成龙扮演的国际大盗用高科技扫描手套获取了国宝兽首的三维数据，远程传输到一台神奇的机器上，瞬间一模一样的铜兽首复制成功。 喜欢芭比娃娃的玩具，很简单，通过一台打印机，就能“打印”出来;需要一把椅子，也不要传统的机械制造，“打印”出来的椅子一样能让你舒服入座„„ 这种种看似科幻的场景，如今正在加速走进现实。而帮助其渐行渐近走入我们生活的，正是近期最热门的概念——3D打印。 革命性新型制造技术 对于普通百姓而言，3D打印技术还停留在概念层面，具体是什么，很少能有人说清楚。 中国电子信息产业发展研究院装备工业所所长左世全，作为工业和信息化部制定3D技术路径专家组成员，一直以来非常关注3D打印技术。他说，3D打印是增材制造的俗称。增材制造采用的是材料累加的制造方法，是一项革命性的新型制造技术。 增材制造技术是利用计算机设计数据采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术。其始于20世纪80年代的快速成型技术，综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识，目前已经发展出激光烧结技术、熔融沉积成型技术、立体光刻技术、电子束熔炼技术、超声波固结技术、喷墨沉积(3D打印)技术等多种类型。 “它不需要传统的刀具、夹具及多道加工工序，而是利用三维设计数据在一台设备上可快速而准确地制造出任意复杂形状的零件，解决了许多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题。”在左世全看来，这种完全不同于传统制造方式的技术，一定程度上将改变以福特制装配生产线为代表的大规模批量生产方式，会深刻影响制造业的未来。 中国机械工业联合会执行副会长蔡惟慈也表示，3D打印技术一定范围内前景很好。机械行业正在努力推进其联盟机构的成立。 研发及产业化步伐加快 增材制造技术发展迅速，应用领域也在不断拓宽，其产业化的步伐也在持续加快。 “增材制造原理与不同的材料和工艺结合形成了20多种增材制造设备。”左世全说，当前主要集中往三个方面发展，主要是向日常消费品制造、功能零件制造和组织与结构一体化制造发展。 我国20世纪90年代初开始推进增材制造技术方面的工作，目前，已经取得了一批基础研究和产业化成果。 “增材技术的突破关键在于原材料。树脂、塑料、丝、牛皮纸等都有比较成熟的技术，金属和陶瓷等高强度材料尚有技术瓶颈。”左世全介绍说，好在我国在金属粉末原材料领域的增材制造技术取得了突破性进展。 近日，获得2012年度国家技术发明奖一等奖的北京航空航天大学教授王华明，带领团队取得了以钛合金大型复杂整体构件激光成形技术研究的突破(激光成形即为广义上“3D打印”技术的一种)。目前，该技术已能够给我国飞机提供大型零部件。 我国目前已经有了20多个服务中心，设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。2011年，我国增材制造产业市场规模近10亿元(不含军工市场)。 “随着我国制造业的整体升级和在医疗、航空航天等行业的推广应用，增材制造市场还将进一步扩大。”左世全对于增材制造未来的发展充满信心。 部分技术可以惠及大众 使用普通原材料的3D打印技术，将来或许可以走进百姓的家中，成为一种普及的商品。 “目前与传统批量生产相比，3D打印的成本和效率还有差距。”蔡惟慈表示，相关的技术需要进一步探索和突破。 苏州一家企业正在集中技术力量致力于3D打印的民间应用，并已经有所突破。公司的负责人表示，近期成功研发出更加适合民用的桌面式FDM三维打印机，精度高，而外观相对小巧，便于携带安装，最关键的是，这类打印机目前造价约为2万元，如果投入大批量生产的话，价格有望降低到四五千元。打印材料目前是类似尼龙的树脂材料，约200元每公斤，这样的费用老百姓也消费得起。 “增材制造技术能够让设计师在很大程度上从制造工艺及装备的约束中解放出来，更多关注产品的创意创新、功能性能，还可以大大缩短研发时间和成本。”左世全说，未来可能会因为这项技术出现很多传统制造无法想象和生产的新型产品。 3D打印迷局：市侩资本与远大梦想 3D打印，是市侩资本精心设计的概念陷阱，还是能够改变世界的又一个“阿波罗计划”? 从1986年首台3D打印机诞生算起，3D打印技术已有近三十年历史。但直到2012年，属于它的春天才姗姗来迟。 这一年4月，英国《经济学人》杂志发表封面文章，指出“第三次工业革命”的五大要素，3D打印位列其中，与智能软件、新材料、机器人和基于互联网的商业服务模式并肩而立。 从那时起，3D打印迎来新的机遇：媒体积极报道，政府表态扶持，而美国3D打印巨头3D Systems、Stratasys和ExOne的股价狂飙突进，标志着资本市场的认可。 这是一个好的时代。过去一年间，3D Systems的股价涨幅达200%，Stratasys也上涨一倍;本月初登陆纳斯达克的ExOne首日大涨47%，反映了华尔街对于3D打印概念的青睐。另一方面，美国总统奥巴马在国情咨文中要求把3D打印作为创新重点;中国工信部高官公开支持发展“增材制造技术”，与3D打印有关的战略规划正在研究制定中，有望于今年两会后公布。 这也是一个坏的时代。媒体和政府的热烈追捧，无法掩盖3D打印仍处于萌芽期的事实。尽管在医疗和工业领域，这种技术已经比较成熟，但在更广泛的民用级市场，它仍然属于小众玩物。 一个直观数据是：2012年，全球3D打印市场(包括相关材料)的规模仅为21亿美元;全球最大的3D打印机生产商Stratasys仅售出2万台产品，全行业销量也只有4.2万台。尽管3D打印机单价较高，但销售额微乎其微、市场培育不足仍是3D打印面临的最大困境。 而在股市方面，在近一年的持续上涨后，部分投资者已经开始谋求套现离场。今年1月，有人在著名财经网站Seeking Alpha撰文称，3D打印概念股的上涨得益于“在正确的时间、正确的地点打出了正确的概念，但整个行业仍然很年轻”;而在上周，以做空中国概念股闻名的香橼将矛头指向3D Systems，认为3D打印的概念已被过分炒作，有关公司的股价随即大跌。 赞誉与争议并存的3D打印，究竟是市侩资本精心设计的概念陷阱，还是能够改变全人类的又一个“阿波罗计划”? 理想：3D打印孕育无限未来 3D打印又被称为“增材制造”，是一种快速成型技术。与传统加工方式不同，它通过分层制造、逐层叠加的方式生产产品，特点是不需要模具，可以加工结构非常复杂的产品。简单地说，用户只需要通过CAD设计一个3D模型，并选择合适的材料，就能打印任何形状的物体。 高度的可定制性让3D打印拥有了许多优势。只需一份图纸，它就能够迅速生产模型或原型产品，在工业设计领域用途广泛。而由于3D打印的产品无需开模、切割、焊接等传统工艺的加工，成本也大大降低。 一个案例是中兴手机使用3 D打印机制造手机“手板”。“手板”是手机的初始模型，设计师会在拿到手板后再进行修改。按照传统模式，手板的制作由专业厂商完成，全手工制作，大约需要两周时间，成本超过3000元。而在采用3D 打印技术后，只需三四个小时就能造出手板，成本也不过几十元。 不过，3D打印的应用前景绝非仅限于此。在工业领域，3D打印可以用来生产飞机零部件，由于无需焊接、一体成型，利用这种技术生产的零件格外坚固;在医疗领域，有人打印出了可用于器官移植的人造骨骼和内脏;在民用领域，今年的巴黎时装周有多位设计师展出3D打印的服装，而在3D打印照相馆中打印个人肖像也已不是新闻。 现实：全民普及只是梦想 但在资本眼中，3D打印的前景并非一片光明。与其说是有望改变世界的新技术，倒不如说它只是股市炒作的好题材。 已有多家3D打印概念公司成功上市：美国有3D Systems、Stratasys和ExOne，中国则有中航重机、海源机械、大族激光和华工科技等。这些股票的典型特征是很容易受到消息面的影响：Seeking Alpha的负面评论和做空机构香橼的攻击导致美国3D打印“三巨头”股价大跌，而在今年1月中国工信部官员透露3D打印战略规划即将出台后，中航重机等个股涨势如潮。 这从一个侧面凸显了3D打印产业的脆弱。微软、苹果和谷歌等大型公司的股价主要受到季度业绩的影响，外界言论通常不会造成重大波动;而对于3D打印公司而言，资本和政策面的消息更加重要。华尔街的普遍看好曾让3D Systems和Stratasys成为2012年的明星股，但一两条负面评价即足以导致其市值缩水10%以上。而在中国市场，3D打印概念股也已成为了做空机构的关注重点。 资本的“逐利”属性，以及短线投资者的信心不足，让他们在面对3D打印这一新技术时暴露了市侩的一面，频繁的做多和做空导致相关个股大幅波动。不过，3D打印产业尚处幼年期，是股价“过山车”行情的根本原因。 按产品应用范围划分，3D打印主要分为工业级、医用级和民用级。其中，前两种级别的3D打印机精度很高，不仅可以打印塑料和树脂，还可以打印金属和高分子材料，能够生产航空航天所需的部件、医用人造牙齿和关节等，甚至包括人造器官。不过，这些设备价格高昂，每台达数十万美元，难以大规模推广。 而在民用级市场，3D打印技术的精度仅为毫米级，所使用的材料通常为塑料，只能用来制造模型和玩具，或是人偶等创意产品。此类3D打印机的售价约为数千美元，体积也更小，适合家庭使用。 不过，未来并不会出现一些人设想的“每家配备一台3D打印机”的情景。一个简单的类比是：普通2D打印机已经发展了三十多年，价格也早已降至数百元，但也没有实现人手一台。根本原因是，无论2D还是3D，打印机都还不是“刚需”，人们更喜欢在专业的打印店获得3D打印服务。 高端市场空间狭小，低端市场尚未成型，压缩了3D打印的想象空间。更令人担忧的是，3D打印的发展速度远不如人们想象的那么快：以Stratasys为例，2012年第三财季，该公司营收同比增长24%，增速比第二财季下滑7个百分点。无论是绝对值还是长期趋势，3D打印公司的业绩都难以让资本市场感到兴奋，投资者也显得信心不足。 市侩资本 VS 远大理想 不过，3D打印的着眼点并不是当下，它的前景也未必像资本市场所描述的那样悲观。打印模型、人偶乃至机器零件都不能完全展现这种技术的全部潜力;如果能够把成本降到合理范围内，3D打印有望成为下一个“阿波罗计划”。 1961年，美国启动“阿波罗计划”，希望把人类送上月球。这项工程吸引了两万家企业、二百多所大学和八十多个科研机构的参与，总人数超过30万。它的投入/产出比高达1:14，催生3000多项高新技术。而在五十多年后，3D打印有望继承“阿波罗计划”的余晖，成为新的科技发展引擎。 3D打印技术的未来，绝非像美剧《生活大爆炸》所描述的那样，花费数千美元，却只能打印塑料哨子和人偶。例如，英国科学家正在筹划利用胚胎干细胞3D打印人体器官，而欧洲航天局更是希望借助这一技术建设月球基地。不过，按照规划，这些设想需要等待数十年才能变成现实。 另一方面，3D打印拓展了发明和创新的外延，降低了新产品的制造门槛。人们只需花费数万元购买一台民用级3D打印机，就可以把自己的想法变成现实。发明者将只需脑力劳动，无需学习传统制造业的各种工艺。“全民发明时代”已经显露曙光。 甚至有人认为，未来将出现“个人工厂”和“个人商店”。每个人都可以在家中生产独一无二的产品;而由于无需库存，也可以在家里销售。电商的概念也有可能被彻底改变：通过互联网销售的不再是终端产品，而只是经过加密的设计方案，产品将由用户自己在家中生产。 3D打印蹒跚前行，媒体和政府为之摇旗呐喊，而背后的推动力取决于它的概念能否维持投资者的信心。一个刚刚起步的行业能否健康地走下去，取决于能否跑赢时间、尽快成长，避免投资者忍无可忍、纷纷退场。华尔街和投资者的市侩或许让人厌恶，却也是科技圈难以直视的残酷真实。 更多内容请见：http://omron.gkcity.com/