專為糖尿病患者推出的食品3D打印機，可通過微型皮膚植入物監測病人的血糖，依據每日不同的身體狀況為其量身打印食物。如今，3D打印機已成為新一代智能機器人，它們能設計、制造、修理、回收其他機器，甚至能夠改進和升級機器自身，達到“機器制造機器”的新境界。

如果說2D打印機屬于辦公用品，3D打印機則將會成為個性化制造工具。3D打印機所能使用的材料很多，如塑料、金屬、沙子甚至巧克力、人體干細胞等。在打印表現形式上也更豐富，有噴墨沉積、熔融沉積、激光燒結、電子束熔煉、超聲波固結等十幾種。

3D打印機是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成，一般采用分層加工、疊加成型的方式：每一層打印分為兩步，首先噴灑一層均勻的粉末，然后在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，粉末遇到膠水迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持松散。在一層粉末一層膠水的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要從粉末堆中取出模型即可，剩余粉末還可循環利用。

作為快速成形技術的一種，3D打印由于無需模具就可加工任意復雜的中空形狀，解決了許多過去難以制造的復雜結構（如航空發動機葉片）的成形問題。3D打印的優勢在于：簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。

云端服務讓制造變得個性化

如果為一萬名用戶定制個性化的服裝，在目前人工條件下工作量和成本都將變得不可接受。而3D打印能利用攝像頭自動采集、分析提取每位用戶的體貌個性特征，并自動根據視覺美感進行形狀設計、顏色與膚色搭配等，可極大縮減定制周期。

3D智能數字化設計軟件是3D打印的核心，目前有兩大類實現方法：第一類是使用3D設計軟件，由設計師設計數字化產品。第二類是3D掃描（俗稱3D照相），基于計算機視覺、模式識別與智能系統、光機電一體化控制等技術對物體進行掃描采集，以進行數字化重建。

智能數字化涉及眾多學科，門檻較高。不過，這些技術將來會以云端智能化服務的形式提供給普通用戶和開發者。以通過“智能云網”模式定制一雙鞋子為例，用戶只需在手機上下載一個App應用，給自己的雙腳拍幾張照片，并指定喜歡的款式和顏色，之后位于云端的智能計算服務將根據用戶上傳的照片重建出3D腳形，把鞋子設計出來，并在云制造集群中搜索鄰近的打印點打印。

云制造的優勢在于資源可以智能擴展，可以自動平衡負載，為“規模定制”運營模式提供最佳支持。制造商可以根據項目的實際需求，如本批次是定制1千件還是1萬件，來構建一個臨時的集群。每個云制造商的產能可能很小，但集群后的整體產能完全可以滿足項目需求且非常經濟靈活。“智能云網”作為3D智能數字化的具體應用，在云制造的過程中發揮了良好作用。

“中國智造”的產業機遇

以3D照相館打印一件6英寸的全彩雕像為例，在歐美等發達國家，人工費用昂貴，設計和打印一件的成本價約為2493元人民幣。而全部成本在“中國智造”模式下可控制在100元人民幣以內。

正如中科院王飛躍研究員在“從社會計算到社會制造的變革意義”中所描述的那樣，3D打印已成功將虛擬的智能數字化技術與實實在在的工業產品連接在一起了，其革命性意義超越了之前個人電腦和互聯網的出現。

2010年，中國約有1.3億人從事制造業，約占全球制造業工人的40%。同時，中國的競爭優勢早已不僅僅是低成本的普通勞力，還有大量雇傭成本適中的中等技術智力人才以及完善的產業鏈條、高度適應性的巨大產能和巨大的市場。中國的研發設計能力實際上是過剩的，一站式3D打印機將給我國廣大技術人員研發高附加值、個性化定制的創新產品開啟一片廣闊天地。由此可見，即使在由“批量生產”轉向“批量定制”的時代，以3D打印為代表的“第三次工業革命”仍有很大的希望在中國落地生根，形成“中國智造”的新模式，而不是制造業回流到歐美。智能數字化技術將深刻改變傳統行業的產業模式，將為我國制造業的轉型發展帶來前所未有的機遇。