當前,新一輪世界科技革命正在孕育,第三次工業革命初見端倪。我國正處于工業轉型升級的關鍵時期,3D打印制造技術的發展,對我國既是重大機遇,又帶來了挑戰。加快推進打印制造技術研發及產業化,對于提升我國制造業的整體創新能力,取得在數字化制造、智能制造方面發展的主動權,搶占先進制造業發展制高點,加快工業轉型升級和經濟發展方式轉變具有重要意義。
目前3D打印可運用的領域
3D打印房子、打印比基尼,甚至打印F1賽車,近年來,3D打印成了超前科技的代言詞,迅速火遍全球,英國《經濟學人》雜志甚至認為它將“與其他數字化生產模式一起,推動實現第三次工業革命”。但對于普通老百姓來說,你可能認為3D打印:“這東西很酷,但能干什么呢?”
先臨三維科技股份有限公司營銷策劃部的王紅梅說,別以為3D打印離我們很遠,其實它就在我們身邊,有可能是你手上的一部手機,家里的一個花瓶或是棋盤上的一顆棋子,甚至是定制的鞋子、巧克力都能打印出來。
在位于蕭山區的先臨三維科技股份有限公司的展覽室,各種各樣的三維打印作品。大的有汽車零件,電器設備、小的有假牙、鞋子、鼠標等。
王紅梅說,3D打印技術已經成功運用于眾多行業,如汽車制造、航空航天、模具制造、電子電器、消費品、牙科、骨科、文物古建、雕刻、建筑、能源、科研、職業教育等。
“老百姓當前見到最多的,可能就是水晶內雕的3D打印了。”王紅梅說,像立體的人物,花鳥等,經過10來分鐘的打印,就能完整地被“裝”進水晶內,這是3D打印最簡單的應用之一。
一位研發中心的工作人員給我們演示了這個過程。工作人員先用3D相機拍攝下現場一位女孩的照片,然后經過電腦軟件稍加處理,把水晶塊放入激光3D打印機中,啟動打印程序,打印機閃爍出綠色的光開始打印,不到5分鐘,一個逼真、立體、微縮版的人像,就出現在水晶塊的內部了。無論從水晶的哪一個角度看,都是立體的,就像人被裝進了里面一樣。
“這個只是最基礎的應用,主要用在3D照相館、風景區等地。”工作人員說,他們還有一種三維打印機,可以打印出彩色的立體人和樹脂立體人像。
我國3D打印產業發展現狀及存在的問題
自20世紀90年代初以來,清華大學等高校,在3D打印設備制造技術、3D打印材料技術等方面開展了積極的探索。盡管已有部分技術處于世界先進水平,但國內3D打印成本較高,多用于實驗,規模化應用尚需時日。用3D打印替代傳統制造業批量生產,從效率、成本和可靠性等方面來看都面臨著極大挑戰。從產業發展角度來說,我國3D打印產業主要存在以下四個方面亟待破解的問題:
產業布局層面,3D打印技術路線和國家層面產業發展戰略亟待出臺。首先,3D打印技術沒有被確立為國家主流制造技術范疇。3D打印技術往往被看作工業設計的一種輔助手段,國家對3D打印這一交叉學科的技術總體規劃與重視不夠。其次,3D打印產業培育的基礎較為薄弱。3D打印產業沒有形成產業鏈、工業環境不配套等等;在一些核心技術和關鍵器件上仍然對國外依賴較大;在應用方面,我國的3D打印產業分布領域也較為狹窄。
產業規模層面,3D打印行業共性標準沒有建立,制約了大規模商業化。3D打印技術應用特征是小批量、多品種和個性化,這就凸顯行業共性標準的決定性意義。目前國內的3D打印企業整合度較低,主導的技術標準、開發平臺尚未確立,技術研發和推廣應用還處于無序狀態等等。可見,3D打印行業共性標準體系一日不建立,3D打印就一日不能大規模商業化。
產業支撐層面,3D打印材料供給不足成為產業發展的一個巨大瓶頸。3D打印產業特殊性之一就是材料為王。耗材對3D打印技術的應用和發展起決定作用。國內有能力生產3D打印材料的企業并不多,主要依賴進口,特別是金屬材料。由于國內3D打印產業還處于弱小階段,過小的市場導致企業缺少加大研發投入的能力與動機,而且即便耗材研發成功,也存在規模化生產、材料配比等問題。
產業成長層面,3D打印產業的技術產品化開發滯后于國內市場開發。一方面,我國3D打印技術大多積淀在高校,代表一定實力的3D打印開發大多為清華大學等高校所掌握。但由于高校在技術產業化方面固有缺陷,使得這些技術的產品化開發還很不充分;已有的幾家自主制造3D打印設備企業規模較小,研發力量不足。另一方面,國內3D打印服務的市場開發由于進入門檻低而出現過度開發特征。雖然,他們迅速開拓了3D打印服務市場,但同時由于原發性創新與產業核心技術的缺失也給整個處于孵化期的行業增添了風險。
3D打印創業前景令人期待
3D打印的興起帶動了一批創業的熱潮,越來越多的人投入到3D打印創業行列里。而這“上個世紀的技術”能否打開“這個世紀的市場”令人值得期待。
盡管3D打印技術目前仍然存在著某些不完美之處,“最大的問題是材料問題,目前還不能打印復合材料。比如一雙鞋由不同材料組成,鞋面是一種,鞋底又是一種,一次打印完成是不可能的,需要分別打印不同部分。”其次,“耗時過長也是一個問題,一個非常小的玩具兔子也要打印兩個小時。”
自從有公司公開3D打印全部技術之后,3D打印機的價格下降了不少,然而過高的機器成本還是讓有些人吃不消。一些工業級打印機售價高達幾十萬甚至上百萬,而好的桌面級的打印機也是一萬到三萬不等,一臺雙噴頭的MakerBotReplicator2X3D打印機售價為29999元。對此,一些創業者普遍認為,由于國產打印機與進口的還是有相當大的差距,購買進口打印機自然有保障,然而購買進口打印機也意味著需要投入巨大的創業成本。
不過,很多人對3D的未來市場前景充滿了期待,小張就是眾多3D打印創業者中的一個。他與朋友合伙準備組建自己的公司,“我覺得3D打印未來的前景還是挺好的,國家現在也開始投入資金發展3D產業,否則我也不可能辭職在這行創業的。”小張說。但是,營銷依然是困擾他的問題,因為宣傳不夠就無法接到訂單,如今他已經準備把自媒體營銷當作自己未來宣傳的重要手段。“雖然現在計劃的很好,但是肯定會遇到一些困難,創業就是這么回事,后天很美好,但先要熬過明天。”
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