有預測認為，到2025年，3D打印技術潛在的經(jīng)濟影響將達到2300億—2500億美元，將“引領第三次工業(yè)革命”。盡管不少科學家和經(jīng)濟學家對此并不完全認同，但仍對這項新技術寄予厚望，期待3D打印技術能與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級。

　　將開啟“大規(guī)模產(chǎn)品定制的工業(yè)時代”

　　中科院自動化研究所副研究員吳懷宇一直從事3D打印與3D智能數(shù)字化的相關研究，“其實，用3D制造來命名這項新技術更合適。”吳懷宇介紹，3D打印實際上是一種增材制造技術，以經(jīng)過智能化處理后的3D數(shù)字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等材料，通過分層加工、疊加成形的方式“逐層增加材料”來生成3D實體。

　　“3D打印可以采用各種各樣的材料，比如塑料絲、金屬、沙子，甚至巧克力、人體干細胞等，而且能形成任意復雜的中空鑲嵌形狀，所以是名副其實的‘萬能制造機’。”吳懷宇進一步解釋，3D打印有很多優(yōu)勢，如簡化產(chǎn)品的制造程序、縮短產(chǎn)品的研制周期、提高效率并降低成本等。特別是在個性化定制需求強烈的領域，“比如修復性醫(yī)療領域，不存在標準的量化生產(chǎn)，假牙、假肢，甚至器官、骨骼等，都需要個性化定制，3D打印出的產(chǎn)品更能滿足病人的需求。”在他看來，3D打印技術將開啟“大規(guī)模產(chǎn)品定制的工業(yè)時代”。“在目前人工條件下，為一萬名用戶定制個性化的服裝，在工作量和成本上都難以實現(xiàn)。”吳懷宇說，一旦3D打印技術與智能云計算技術完美融合，這一切就會成為可能。“3D打印大大縮短了制作時間，而‘云’將單個產(chǎn)能有限的制造商集群起來，需要則‘合’，不需要則‘分’，自動平衡負載，既可以滿足項目需求，而且經(jīng)濟靈活。”

　　吳懷宇還提出，2014年1月，一項覆蓋3D打印的關鍵技術“激光金屬燒結”的專利將要到期，這將大幅降低工業(yè)級3D打印設備的價格，讓它“飛入尋常百姓家”。“這或許將建立起一種新的工業(yè)社會結構。”吳懷宇分析說，傳統(tǒng)工業(yè)的社會結構是金字塔形，制造業(yè)巨頭占據(jù)塔尖，通過壟斷攫取利潤。“3D打印讓設計和制造的門檻幾乎降為零，每個人都能成為設計師。這將讓小企業(yè)和個體經(jīng)營的‘創(chuàng)客’們變得更有競爭力，或許會建立起一種橢圓形的新的工業(yè)社會結構——巨頭依然存在，但不再占據(jù)霸主地位，以‘創(chuàng)客’為主體的個人智造、家庭智造、網(wǎng)絡社區(qū)智造將占據(jù)更多份額，甚至居于主導地位。”

　　對傳統(tǒng)制造業(yè)的補充

　　對于3D打印的“顛覆性”標簽，很多人并不認同。臺灣制造業(yè)巨頭、鴻海集團董事長郭臺銘在接受媒體采訪時表示，3D打印只是“噱頭”，因為它既無法實現(xiàn)商業(yè)化大量生產(chǎn)，打印出來的東西也不那么結實耐用，更不能打印內(nèi)部結構復雜精密的電子產(chǎn)品。

　　的確，3D打印在基礎研究、設備制造、打印材料上，還有許多瓶頸需要攻克。德國柏林工業(yè)大學3D實驗室主任哈特穆特·施萬特教授說：“3D打印是勞動密集型的應用，大部分的工作在于密集的數(shù)據(jù)準備，這需要大量的時間并要求大部分員工具備長期的經(jīng)驗基礎和專門技能，現(xiàn)在這樣的人數(shù)量不多，這不是中小企業(yè)所負擔得起的。”他進一步強調(diào)：“現(xiàn)在這個階段就宣稱3D打印將帶來‘第三次工業(yè)革命’，有些夸張。目前還沒有人可以下這樣的結論。”

　　由北京航空航天大學王華明教授領銜的“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”，獲得了2012年國家技術發(fā)明一等獎。這項成果讓我國在高性能金屬材料3D打印上，躋身世界領先行列。但王華明多次表示：“3D打印技術并非萬能，它也有適用范圍。”他認為，對于一些大型復雜構件來說，3D打印技術能節(jié)省材料、方便加工、縮短周期、降低成本。但對于大規(guī)模生產(chǎn)而言，傳統(tǒng)鑄造鍛造等制造產(chǎn)業(yè)仍是不可替代的?？傮w而言，目前3D打印在成本、質(zhì)量和穩(wěn)定性上都不能與傳統(tǒng)制造業(yè)相比。

　　有學者提出，3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)是一種平行和補充的關系。經(jīng)濟學家、江蘇省社會科學院院長劉志彪也認同這一觀點。他指出，3D打印技術在短期內(nèi)難以顛覆整個傳統(tǒng)制造業(yè)模式，“與其樂觀地說3D打印技術將引領‘第三次工業(yè)革命’，還不如說有助于推動產(chǎn)業(yè)升級更為實際”。

　　避免投資過熱

　　3D打印涉及信息技術、精密機械、材料科學等領域，我們要下的是一盤需要謀篇布局的“棋”。全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼曾總結，中國的3D打印主要在三方面有待加強：一是在裝備制造和工藝控制方面，工藝穩(wěn)定性、核心元器件等關鍵技術及產(chǎn)品有待突破；二是在科研和產(chǎn)業(yè)化組織方面，以企業(yè)為主體，產(chǎn)學研用相結合的組織模式需要進一步完善；三是在市場開拓方面，還需要有更多應用的領域和更新的商業(yè)模式。

　　核心技術，永遠是最大的競爭力。但在我國，像“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”這樣具有創(chuàng)新性、領先性的突破太少，在打印方式、打印材料、數(shù)字化軟件等關鍵領域，都缺乏自主知識產(chǎn)權優(yōu)勢。“比如3D智能數(shù)字化是3D打印的核心之一，有兩類實現(xiàn)方法，設計軟件和3D掃描，也就是我們俗稱的3D照相。”吳懷宇介紹，“目前幾乎所有的設計軟件都是國外研發(fā)的，而3D照相則需要計算機視覺、模式識別與智能系統(tǒng)、光機電一體化控制等技術。與發(fā)達國家相比，我們在這些領域的科研水平上，相差不大；但在市場應用層面上，還有較大差距。”

　　就產(chǎn)業(yè)而言，也出現(xiàn)了過熱的苗頭——3D打印頻繁出現(xiàn)在省、市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級的規(guī)劃書上，成為各級各地高新技術園區(qū)爭相引入的新寵兒。對此，萬鋼提醒，在大力發(fā)展3D打印技術，推進產(chǎn)業(yè)化的過程中，要避免出現(xiàn)過度擴張的不利局面。劉志彪認為，對待3D打印必須吸取過去發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗教訓，避免投資過度、產(chǎn)能過剩和低水平盲目重復競爭，“既要避免將這個行業(yè)做成形象工程，也要避免‘圈地規(guī)劃’一哄而上。”

　　針對存在的問題，我國加強了頂層設計?？萍疾繉?D打印列入了863計劃中，提出要突破3D打印制造技術中的核心關鍵技術，研制重點裝備產(chǎn)品，并在相關領域開展驗證；2013年8月，工信部印發(fā)了《信息化和工業(yè)化深度融合專項行動計劃(2013-2018年)》，其中提到“拓寬增材制造(3D打印)技術在工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設計中的應用范圍，推進增材制造在航空航天和醫(yī)療等領域的率先應用。創(chuàng)新政企合作模式，建立先進制造技術研發(fā)中心”。

　　今天，技術的發(fā)展已經(jīng)遠遠超出了人們的預期，它的影響或許將突破產(chǎn)業(yè)范圍，對人們的生活態(tài)度、價值觀念，甚至法律、倫理等社會基礎產(chǎn)生影響，比如3D打印武器問題等。因此，我們不僅僅要應對技術變革、做好產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，還要準備迎接更深層次的挑戰(zhàn)。