中國3D打印經過20多年的發(fā)展，與歐美等先進國家相比，其產業(yè)應用上的差距不僅沒有縮小，反而在不斷拉大。
3D打印技術究竟能夠做什么？它在“中國制造2025”戰(zhàn)略中將扮演什么樣的角色？
這幾乎是每一個3D打印從業(yè)者和研究者都會被問到，也時常在思考的問題。然而，答案總是模糊而迷茫的。這也是世界3D打印技術產生30年來，在產業(yè)應用上的常態(tài)。
“無論是國外還是國內，對于3D打印的產業(yè)應用都還在探索，都不是特別清晰。”世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍在接受《瞭望東方周刊》采訪時表示。
他告訴本刊記者，2014年全球3D打印市場規(guī)模為60億美元，是2013年的1.5倍，但仍然不如一家大型企業(yè)的年產值。
事實上，3D打印技術產生30年來，其產業(yè)應用始終推進緩慢。尤其是在中國，3D打印經過20多年的發(fā)展，與國外的差距不僅沒有縮小，反而在不斷拉大。
越來越大的差距
1986年，3D 打印技術的發(fā)明者Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D 打印機，開啟了全球的3D 打印時代，那時還沒有3D 打印的稱謂，還叫快速成型。
上個世紀90年代初，清華大學教授顏永年等赴美訪問期間，參觀了美國的3D 打印科研機構。那是中國專家第一次接觸3D 打印技術，顏永年也因此被業(yè)界譽為“中國3D 打印第一人”。
細究起來，中美兩國進入該領域的時間僅相隔五六年。因此有研究者認為，中國與世界3D 打印行業(yè)一樣，都處于產業(yè)化的起步階段，面臨同樣的困難，存在同樣的問題，差別不大。甚至有評論認為，與發(fā)達國家相比，3D 打印是中國唯一能夠與世界先進技術保持同步的領域。
然而，數(shù)據(jù)顯示，2013年中國的3D打印市場規(guī)模為3億美元，而美國則為15億美元。
在羅軍看來，雙方的差距十分明顯。更重要的是，近幾年這種差距不僅沒有縮小，反而在不斷拉大。
“比如，目前關于3D 打印的重要原創(chuàng)技術，沒有一項是在中國人手里的。”羅軍說，近年來，中國在3D 打印技術上幾乎沒有取得任何重大突破。
一位不愿透露姓名的業(yè)內人士對此深有同感。他告訴《瞭望東方周刊》，“目前，金屬3D打印的設備和材料幾乎全部控制在國外制造商手中，這也是一些復雜的3D打印產品價格昂貴的主要原因。”
世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，目前新加入3D打印領域的企業(yè)中，80％以上都是從事最基礎的桌面機生產。
而造成差距擴大的原因主要還是人才和資金投入的缺乏。
與國外相比，中國少有專業(yè)的3D打印團隊和人才進行長期研究，而企業(yè)也鮮少在科研上進行持續(xù)、有計劃的投入。
“2014年以2億元人民幣的年銷量成為當年銷售額最大的某3D打印企業(yè)，竟未在產品研發(fā)上進行任何投入。”羅軍說。
而在美國、德國等3D打印技術發(fā)達的國家，不僅有專業(yè)的研究機構和人員進行長期專業(yè)的研究，一些大企業(yè)每年都要投入上億美元進行產品和技術的研發(fā)。
實際上，目前中國90%以上的3D打印企業(yè)都是在售賣機器設備，而這其中又以技術含量不高的桌面機為主。
“目前中國3D打印行業(yè)所處的時代，同當年的電腦組裝時代一樣，用的都是國外過了30年專利保護期的淘汰產品。”羅軍說。
“進口3D打印機的精度和穩(wěn)定性確實要比國產的好得多。”顏永年告訴《瞭望東方周刊》，以穩(wěn)定性而言，一般進口3D打印機連續(xù)工作的時間能達到400小時，而國產的一半都做不到。因此，中國做3D打印加工和服務的投資商們也更愿意購買國外設備。這就使得目前中國市場90%以上的3D打印設備銷售商在賣中高端的進口設備。
在3D 打印技術的商業(yè)應用中，材料問題也越來越突出。以工業(yè)打印為例，其需要專門的金屬粉末材料才能打印出各種金屬零件，而目前中國的金屬粉末材料大都依靠進口。
但是，顏永年認為，中國的3D打印技術之所以不及歐美國家，更多的是因為整個技術不系統(tǒng)，所有的突破都是一個一個的點，沒有連成線、形成面。
先機已失
科研和技術上的差距，必然會制約3D打印在商業(yè)應用上的發(fā)展。
由于應用面少，應用渠道沒有打開，3D 打印在其技術產生后的20多年時間里，一直作為一種高端而神秘的存在，默默發(fā)展，尤其是在工業(yè)和大眾消費的應用領域。
直到2012年，美國奧巴馬政府將3D 打印技術作為美國未來15個制造業(yè)創(chuàng)新中心的首個項目推出；而英國的《經濟學人》雜志則認為，3D 打印技術將成為推動第三次工業(yè)革命的重要力量。
政府的推動和媒體的關注，使得3D 打印迅速火爆，成為全球熱點。
在中國，2015年2月，工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布《國家增材制造產業(yè)發(fā)展推進計劃（2015～2016年）》，提出了3D 打印行業(yè)的推進意見；5月發(fā)布的“中國制造2015戰(zhàn)略”，再次肯定了3D 打印在智能制造中的重要作用。
政策層面的重大利好刺激，和對行業(yè)未來發(fā)展的信心，使各路資本紛紛進入，從而帶動產業(yè)應用迅速發(fā)展。
世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟提供給《瞭望東方周刊》的數(shù)據(jù)顯示：2014年全球3D打印行業(yè)的產值是60億美元，比2013年增長了50%；其中2014年時，中國3D打印的產業(yè)規(guī)模已經能夠占世界規(guī)模的10%，同樣比2013年增長了50%左右。
從數(shù)字上來看，中國3D打印產業(yè)正在與世界同步快速增長。
然而，事實上，受困于核心技術的缺乏和材料問題的障礙，中國已經失去了產業(yè)應用發(fā)展的先機。如2014年中國3D打印行業(yè)40億元的產值，國內3D打印企業(yè)僅占不到15億元的份額。
羅軍介紹說，美國、德國等3D打印技術發(fā)達國家的企業(yè)規(guī)模一般較大，年銷售收入在10億元左右。其中有十多家大企業(yè)已經完成了在中國主要城市的戰(zhàn)略布局，“目前，歐洲的幾家大型3D打印企業(yè)在中國的各主要城市都有自己的代理商。”羅軍說。
未來一旦中國3D打印應用市場發(fā)展起來，這些企業(yè)依靠其品牌影響力和已經搭建好的銷售渠道及網絡，就可以迅速實現(xiàn)對中國市場的占領，屆時中國企業(yè)再想發(fā)展便是難上加難。
反觀中國，大部分3D 打印企業(yè)的銷售規(guī)模都保持在2000萬～3000萬元的水平，而且沒有一家企業(yè)完成全國市場的戰(zhàn)略布局，更遑論走出國門了。
商業(yè)模式單一
與傳統(tǒng)工業(yè)不同，個性化才是3D打印技術的精髓。其本身就不是替代性很強的技術，要解決的也不是替代傳統(tǒng)制造業(yè)，實現(xiàn)批量生產的問題，而是要解決復雜的高難度制造難題。
這就決定了3D打印不可能成為一個大眾市場，其商業(yè)應用面也十分有限，目前已經明確的應用領域有大眾消費領域、工業(yè)領域和生物工程領域。
即便是在這些業(yè)已明確的應用領域，目前仍然缺乏成熟的商業(yè)模式。
“在商業(yè)模式上，中國3D打印行業(yè)的發(fā)展還是沿襲的傳統(tǒng)工業(yè)的老路。”羅軍說，盡管國外也大多是同樣的模式，但他們掌握有核心技術。
所謂傳統(tǒng)工業(yè)的老路就是生產設備、賣設備。上游的設備生產者不管用戶市場是否打開了，更多地是想把自己的設備生產出來，賣出去。
據(jù)羅軍介紹，目前中國100多家3D打印相關的企業(yè)中，95%以上的是在售賣設備，只有不到5%的企業(yè)在做加工和服務。而銷售的3D打印設備又以進口機為主。
公開數(shù)據(jù)顯示，截止到2011年，全球累計銷售的工業(yè)3D打印機有4.9萬臺，其中近75%是由美國制造，中國生產的僅占3.6%。
與傳統(tǒng)工業(yè)不同的是，3D打印技術雖然已經產生了30年，但是事實上很多下游的設備買家只知道3D打印的概念，而并不了解3D打印技術，也不懂如何更好地使用這些設備。
“一臺工業(yè)打印機動輒數(shù)百萬元，甚至上千萬元，誰也不會在不了解如何使用的情況去購買。這也是我們的用戶市場打不開的原因。”羅軍說。
單一的商業(yè)模式下，上游把風險傳導給下游，而下游的設備使用者同樣不愿承擔這種風險，最終影響的是整個行業(yè)的發(fā)展。
這使得目前3D打印從業(yè)者既對行業(yè)前景充滿信心，又看不到眼前的市場在哪里。
因此，在羅軍看來，行業(yè)發(fā)展還有許多基礎性的工作需要完成。在歐美國家，一般是通過建立3D打印技術服務中心，通過提供3D打印的加工服務來擴大科普力度，啟動市場需求，探索更多的3D打印應用領域。
“只有市場需求起來了，行業(yè)才能發(fā)展。”羅軍說。
目前，世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟已經在探索更豐富的3D打印生態(tài)圈，希望通過推動建立3D打印技術推廣平臺，將服務前置，通過技術分享，讓下游的市場用戶更多地了解3D打印技術，形成推動行業(yè)發(fā)展的需求力量，打破目前3D打印行業(yè)“看得見遠景，摸不著市場”的迷局。
附：3D打印，將打垮傳統(tǒng)制造業(yè)而打出未來
1、使用激光3D打印技術制作的水龍頭
衛(wèi)浴產品開發(fā)和生產商美標的DXV系列金屬水龍頭是由激光燒結這一3D打印技術制造而成。其制造原理是通過由計算機控制的激光束利用高溫和高壓把金屬粉末熔化成型。這種工藝可使水龍頭的設計多變、造型獨特。
2、3D打印而成的鋼架橋
初創(chuàng)公司MX3D、軟件開發(fā)商Autodesk與荷蘭建筑工程公司Heijmans將在荷蘭阿姆斯特丹的中心聯(lián)手打造一座3D打印而成的鋼架橋。大橋將采用由里斯·拉曼實驗室設計的復雜幾何圖案。該項目旨在通過創(chuàng)新型的建造方式實現(xiàn)更為自動化的施工途徑。
3、選擇性激光燒結的限量版高跟鞋
2015年米蘭設計周期間，創(chuàng)意設計女鞋品牌United Nude展出了一些建筑風格系列的鞋品，其中包括五雙獨特的3D打印鞋。這幾款高跟鞋由一些著名建筑師和設計師共同設計，采用了選擇性激光燒結這一3D打印技術以及硬尼龍和軟質橡膠材料。每款鞋僅制作50雙限量版。
4、多倫多設計博物館3D打印作品
多倫多設計博物館的DX|設計交流展覽展出了極具創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性的3D打印作品，涵蓋了設計、科學、建筑施工等一系列領域。這場名為3DXL的大型3D打印體驗活動詳細闡述了目前一些流行技術的發(fā)展歷程以及機械細節(jié)，旨在展現(xiàn)3D打印在設計、建筑、醫(yī)學等領域的重要性。
5、獲吉尼斯世界紀錄的世界最大3D打印建筑結構VULCAN
2015年北京設計周期間，獲吉尼斯世界紀錄的世界最大3D打印建筑結構VULCAN與世人見面了。僑福芳草地在LG2中庭廣場中展出的VULCAN呈延展開的拱形結構。LCD實驗室結合了3D打印技術以及新穎的設計理念和施工方法打造了這一作品。
6、阿迪達斯使用海洋塑料垃圾制成3D打印運動鞋
阿迪達斯聯(lián)手海洋環(huán)保組織Parley For The Oceans使用海洋塑料垃圾制成3D打印運動鞋，為制鞋業(yè)展示了如何重新考慮設計思路、選用可持續(xù)材料、應用創(chuàng)新方法。
7、 MIT媒體實驗室精密玻璃3D打印技術
MIT媒體實驗室等研究機構研發(fā)了一種打印花瓶的創(chuàng)新方式。這種精密玻璃3D打印(G3DP)技術使用的添加劑制造平臺專為打印光學透明玻璃而設計。這種方法從幾何形狀、透明度以及色彩著手，可為玻璃制品帶來多樣化的設計選擇。
8、直接3D打印的服裝
在籌備研究生畢業(yè)設計展時，Danit Peleg不打算使用縫紉機和布料，而是直接采用3D打印機。雖然一開始她對這一技術一無所知，但她設法通過家庭級3D打印機制作出她的第一件3D作品——紅色外套。結合Blender這種3D渲染軟件，她嘗試了不同的耗材，最終選定了PLA(聚乳酸)這種耗材。
9、奧迪3D金屬打印技術制造的迷你款賽車
奧迪已通過3D金屬打印技術制造了一輛迷你款的1936年版Grand Prix賽車。該公司目前正研究金屬打印機能否用于制造更為復雜的零部件。
10、建筑師把房屋制作成直觀的3D打印模型
為了展示設計效果，建筑師們常把CAD建筑設計圖轉化為更為直觀的3D打印模型。一款由hsbLABS工作室研究和開發(fā)的軟件應用hsbCAD就可實現(xiàn)這一點，并且制成的建筑模型還可通過連接塊快速組裝。
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