3D技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。盡管最近幾年才走入公眾視野并引發(fā)普遍關(guān)注，但誕生于上世紀(jì)80年代的3D打印技術(shù)，很早就在醫(yī)療行業(yè)嶄露頭角。
國(guó)家政策也利好3D打印。隨著《中國(guó)制造2025》規(guī)劃的穩(wěn)步推進(jìn)，“中國(guó)智造”將強(qiáng)勢(shì)崛起，3D打印必將成為高端裝備制造行業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供有益補(bǔ)充。
那么目前3D打印行業(yè)的生存狀況如何？未來(lái)將以何種方式發(fā)展？
不久前，東方航空公司簽收一架新采購(gòu)的波音B777-300ER型客機(jī)，卻發(fā)現(xiàn)客艙座位指示牌出錯(cuò)，這讓航空公司陷入兩難：不改，乘客登機(jī)會(huì)陷入秩序混亂；如果要改，東航被告知，更改周期將長(zhǎng)達(dá)180天。難道為了小小指示牌飛機(jī)就要停飛半年？東航增材制造項(xiàng)目組最終決定啟用3D打印技術(shù)，結(jié)果只用了一個(gè)晚上，就完成了座位指示牌的制作。
等待時(shí)間從180天減至一晚，采購(gòu)成本從1000美元降到30元人民幣，如此巨大的差別，濃縮了3D打印技術(shù)發(fā)展這30年來(lái)給世人帶來(lái)的驚詫。小到飛機(jī)零部件，大到汽車、房屋，簡(jiǎn)單如塑料玩具，復(fù)雜至人體器官，3D打印充滿無(wú)限可能，被很多人形容為“只有你想不到，沒(méi)有3D打印做不到”。
2014年，全球3D產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破300億元，國(guó)內(nèi)占約十分之一。業(yè)內(nèi)估計(jì)，憑借25%的年增長(zhǎng)率，2020年全球產(chǎn)值有望突破2000億元。
然而，在行業(yè)發(fā)展的漫漫長(zhǎng)途中，一時(shí)絢麗不足為奇。更何況3D打印行業(yè)剛剛起步，即便放眼全球，擺在人們面前的還是“小而散”“缺乏成熟商業(yè)模式”“應(yīng)用市場(chǎng)遲遲沒(méi)有打開”“人才稀缺”等發(fā)展瓶頸。
就國(guó)內(nèi)而言，3D打印經(jīng)歷了數(shù)年的“興奮期”“科普期”“迷茫期”，已經(jīng)站在了臨界點(diǎn)關(guān)口。今年以來(lái)，國(guó)家連續(xù)發(fā)布兩項(xiàng)涉及3D打印產(chǎn)業(yè)的利好政策。隨著工業(yè)4.0、“中國(guó)制造2025”的提出，“3D打印+”的概念呼之欲出——智能制造被看作是必然趨勢(shì)，3D打印欲借此東風(fēng)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器人融合發(fā)展，成為智能化服務(wù)平臺(tái)一份子，從這里撕開應(yīng)用市場(chǎng)的口子。
多位業(yè)內(nèi)人士表示，3D打印即將進(jìn)入智能化發(fā)展軌道，預(yù)計(jì)將在5至10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能化向智能化轉(zhuǎn)變。
3D打印技術(shù)的春天已經(jīng)到來(lái)？
3D打印這項(xiàng)誕生于上世紀(jì)80年代的新型制造技術(shù)，已從最初科學(xué)普及的初級(jí)階段，向功能性產(chǎn)品加工生產(chǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域縱深推進(jìn)，在航空航天、軍工生產(chǎn)、汽車制造、醫(yī)療器械、教育科研和個(gè)人消費(fèi)等領(lǐng)域得到初步應(yīng)用。
傳統(tǒng)制造業(yè)走過(guò)了鍛造類的等材制造、切削加工的減材制造，站在增材制造的當(dāng)口，因其“循環(huán)利用、環(huán)境友好”的特點(diǎn)被視為“可持續(xù)發(fā)展”的利器。
在國(guó)內(nèi)，3D打印產(chǎn)業(yè)近年來(lái)受到熱烈追捧，資本市場(chǎng)的動(dòng)作越發(fā)頻繁。據(jù)choice數(shù)據(jù)，目前A股市場(chǎng)上有3D概念的個(gè)股共25只，多家3D概念股市盈率超過(guò)1000倍。
與此同時(shí)，上市公司加大力度布局3D打印。去年7月，光韻達(dá)與比利時(shí)Materialise公司合作完成的3D打印賽車已亮相試車；做建筑裝飾工程的亞廈股份也欲打造“建筑3D打印夢(mèng)工廠”；電光科技5月與中靈網(wǎng)絡(luò)簽署框架協(xié)議，開拓3D打印O2O聯(lián)動(dòng)新模式；金運(yùn)激光打造“3D打印云工廠計(jì)劃”集納創(chuàng)意。“如果我有30萬(wàn)元，我能在3D行業(yè)做什么？”近日，一場(chǎng)3D打印產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，還看到熱情高漲的3D打印“創(chuàng)客”。
多個(gè)跡象顯示，3D打印站在了產(chǎn)業(yè)臨界點(diǎn)上。“3D打印的春天已經(jīng)到來(lái)。”中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的發(fā)起人羅軍在上述行業(yè)大會(huì)上告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者。
必須要承認(rèn)的是，與初期相比，3D打印的設(shè)備穩(wěn)定性、精密度、功能性顯著提高，可選用的材料也越來(lái)越多。產(chǎn)業(yè)的配套能力也顯著增強(qiáng)，設(shè)備商、材料商、服務(wù)商、用戶平臺(tái)即將全面打通，形成3D打印生態(tài)鏈。
業(yè)內(nèi)人士回憶，2012年中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立時(shí)，只有11家會(huì)員企業(yè)。但僅僅兩年時(shí)間，行業(yè)95%的專家學(xué)者和3D打印上下游企業(yè)均加入了這一聯(lián)盟，同步于行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
應(yīng)用市場(chǎng)沒(méi)有打開
盡管從業(yè)者和投資者都信心百倍，3D打印的應(yīng)用現(xiàn)狀卻并不盡如人意。
2014年，全球3D產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破300億元，但不得不面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是最大企業(yè)的產(chǎn)值就10億元。來(lái)自中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù)顯示，目前全球有3D打印企業(yè)200多家，中國(guó)有100多家，但全球90%的3D打印企業(yè)的年產(chǎn)值在6000萬(wàn)元以下，行業(yè)呈現(xiàn)小而散的特征，“嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)還沒(méi)有龍頭企業(yè)。”羅軍稱，“而且沒(méi)有成熟的商業(yè)模式。”
3D打印的應(yīng)用市場(chǎng)遲遲沒(méi)有打開，是業(yè)界公認(rèn)的最大瓶頸。3D打印的應(yīng)用分為工業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)，前者面向航天、航空、汽車等工業(yè)設(shè)計(jì)制造，后者主攻教育機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)愛好者領(lǐng)域。
就目前而言，消費(fèi)級(jí)的3D打印較有起色，工業(yè)級(jí)的應(yīng)用表現(xiàn)卻不算好。華曙高科西南區(qū)域經(jīng)理胡寶印表示，研發(fā)初期，使用3D打印讓設(shè)計(jì)快速變現(xiàn)，比開模節(jié)省成本。然而，批量化生產(chǎn)后，3D打印失去了“個(gè)性化、復(fù)雜的定制化”優(yōu)勢(shì)，相比傳統(tǒng)工藝，周期長(zhǎng)、成本高，同時(shí)打印產(chǎn)品性能不夠穩(wěn)定。
對(duì)于傳統(tǒng)制造而言，3D打印更像是研究階段的輔助手段，大規(guī)模應(yīng)用中并不具備強(qiáng)勢(shì)的替代性，也并不是所有傳統(tǒng)領(lǐng)域都能使用。“生產(chǎn)設(shè)備、賣設(shè)備，還是沿襲了傳統(tǒng)制造業(yè)的老路。”羅軍認(rèn)為，市場(chǎng)沒(méi)有真正被打開，“因?yàn)槿狈σ粋€(gè)成功的商業(yè)模式。”“行業(yè)內(nèi)八成企業(yè)在靠賣設(shè)備掙錢，另外兩成是靠賣材料。”中科院廣州電子技術(shù)研究所所長(zhǎng)、研究員李耀堂也這樣表示。
材料受限成為另一個(gè)發(fā)展瓶頸。迄今，有1000多種材料應(yīng)用在3D打印領(lǐng)域。“材料發(fā)展是3D打印的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著應(yīng)用范圍。”中北大學(xué)副校長(zhǎng)白培康稱，3D打印目前的材料種類少、性能不高，材料通用性差。
最近兩年，中國(guó)科學(xué)院納米材料所研究員謝永林都會(huì)參加美國(guó)3D打印展會(huì)，“第一次去，參展企業(yè)有生產(chǎn)設(shè)備的、研發(fā)材料的、做服務(wù)搞平臺(tái)的。第二次再去，做服務(wù)的更多了，做材料的更少了。”
目前業(yè)內(nèi)的慣例是，設(shè)備提供企業(yè)會(huì)指定材料，設(shè)備企業(yè)表示，“如果你用別人的材料，我們沒(méi)法保證產(chǎn)品效果”。謝永林對(duì)此指出，耗材捆綁消費(fèi)，量大且貴。同時(shí)，3D打印缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制約著從材料向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，想用其他材料替代也有困難，材料受限又加劇著產(chǎn)業(yè)困境，形成惡性循環(huán)。
碰撞智能制造
2013年，我國(guó)裝備制造業(yè)產(chǎn)值規(guī)模突破20萬(wàn)億元，占全球比重超三分之一；機(jī)床產(chǎn)量95.9萬(wàn)臺(tái)，占全球比重38%。不過(guò)，這并不能掩蓋我國(guó)制造業(yè)技藝品質(zhì)相對(duì)落后與產(chǎn)能過(guò)剩的短板，中國(guó)制造業(yè)“大而不強(qiáng)”的格局急需改變。
在完成“中國(guó)制造”向“中國(guó)智造”的升級(jí)過(guò)程中，3D打印被當(dāng)做突破口之一。從今年開始，一系列政策利好陸續(xù)出臺(tái)，在實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的行動(dòng)計(jì)劃中，智能制造是重點(diǎn)。在此背景下，3D打印產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了新的機(jī)遇。
2015年2月，工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布了《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》（以下簡(jiǎn)稱《計(jì)劃》），首次從政府層面高度評(píng)價(jià)了3D打印技術(shù)的意義和作用，提出了推進(jìn)意見。《計(jì)劃》提出，“亟需采用包括增材制造技術(shù)在內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”，并定下2016年的發(fā)展目標(biāo)，“成為航空航天等高端裝備制造及修復(fù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段”、“產(chǎn)業(yè)銷售收入年增長(zhǎng)30%以上”、“研發(fā)一批自主裝備、核心器件及成型材料”。
5月初，國(guó)務(wù)院又發(fā)布了《中國(guó)制造2025》，至少五處提及3D打印，并將其列入制造業(yè)創(chuàng)新中心（工業(yè)技術(shù)研究基地）建設(shè)工程，成為要突破的十個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之一。根據(jù)該戰(zhàn)略，關(guān)鍵工序數(shù)控化率將完成從33%提高到64%的目標(biāo)，這其中就包括高檔數(shù)控機(jī)床、智能工業(yè)機(jī)器人，3D打印增材制造等。
“3D打印雖然是一項(xiàng)很先進(jìn)的制造技術(shù)，但是要融合發(fā)展，不僅要與焊接、塑造、燒結(jié)等結(jié)合，還要與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、機(jī)器人等新興技術(shù)深度融合。”近日，第十屆、第十一屆全國(guó)政協(xié)副主席張梅穎亦在公開場(chǎng)合表示。
實(shí)際上，國(guó)內(nèi)3D打印經(jīng)歷了數(shù)年的“興奮期”、“科普期”、“迷茫期”，已經(jīng)站在了臨界點(diǎn)關(guān)口。在羅軍看來(lái)，3D打印即將邁入3.0時(shí)代——未來(lái)5~10年，實(shí)現(xiàn)從功能化向智能化的轉(zhuǎn)變。
根據(jù)羅軍的總結(jié)，3D打印1.0時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了平面打印向立體打印的轉(zhuǎn)變；2.0時(shí)代，3D打印技術(shù)、材料、成本、應(yīng)用等各層次都有大幅改善和提升；3.0時(shí)代，支點(diǎn)正是智能制造。
