3D打印：引领全球制造业新一轮赛跑
瞬间造出'克隆人'，已不再只是停留在科幻片中的场面。只要有一台3D打印机（3D printers）和相应的扫描等设备，十几分钟就可以出炉缩小版的人像，这是发生在中国首家3D打印体验馆里的一幕。在更早开始使用3D打印机的欧美等发达国家，目前其功能已经近乎魔幻化'不仅可以打印出杯子、手表壳、小玩具等各种零碎的小配件，还可以打印出轻便、结实直接就能骑的自行车，更神奇的是在医疗领域的使用，3D打印机能为脸部受伤的人打印出一张'脸皮'
而在3D打印技术不可思议的背后，是其对整个传统制造业流程的颠覆，一场前所未有的技术革命即将来到，中国制造，你准备好了吗？
快速成型有模板就能打印
大多数人对3D的概念，也许还只停留在视觉效果上。而3D打印机所带来的，是切切实实能摸到的物品。简单而言，3D打印的神奇之处是可以脱离传统的模具，通过电脑绘制设计图，然后直接'打印'出实物。而在材质方面，目前暂时仅限于塑料、树脂和金属等。据介绍，3D打印机发端于军方的'快速成型'技术，已有数十年历史。
而对于大部分不懂得在电脑上设计、建模的普通用户而言，和3D打印机匹配的模板或许将成为其普及的重要环节。也就是说，只要手上有相关的模板、3D打印机以及配套的打印耗材，哪怕在家里也能够自行完成整个打印流程，'生产'出自己想要的物品。
中科院计算机技术研究所上海分所所长、上海张江科技创业投资公司的首席专家孔华威在接受媒体采访时曾提出了打印汽车的概念，他表示，如果在全球订购一辆好车，往往需要三个月才能到手。而借助3D打印技术，以后可以直接在4S店精度比较高的打印机店打印出来。
引发新一轮'掘金潮'
据《南方周末》去年底报道称，2009年以来，3D打印市场在北美和欧洲急剧增长。根据Stratasys公司2011年财报，其八成左右的收入即来源于欧美市场，美国《时代》周刊已将3D打印列为'美国十大增长最快的工业'，英国《经济学人》杂志则认为它将'与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命'。
目前全球有两家3D打印机巨头，其中美国的3D打印机制造商Stratasys于1992年卖出第一台商业化产品，该公司在纳斯达克[微博]上市，此前收购了以色列一家名为Objet的3D打印机公司。另一家则是同在纳斯达克挂牌的3D Systems公司，它在2012年初通过收购另两家3D打印机品牌Z Corporation 和Vidar Systems奠定其江湖地位。上述两家公司创造着每年近两亿美元的市场营收，Stratasys的客户不乏宝马、戴尔[微博]、英特尔[微博]、耐克等世界五百强企业。
3D打印技术所引发的掘金潮，大有愈演愈烈之势。上述报道中还引述了Objet在中国大华东地区的代理商林永利的说法，指出去年3D打印机在国内企业级装机量约为400台，近两年增长尤其快，年增速均在70%左右，'市场规模肯定超过1亿元人民币'。
全球制造业格局面临重构
中国制造业冠军联盟负责人罗百辉指出，虽然目前3D打印技术在国内只是刚起步的阶段，但其背后所蕴含的意味值得所有中国企业警醒：3D打印机和相关的技术对传统制造业流程而言，无疑是一场颠覆性的革命，对于正处在转型关口的中国制造业来说，机遇和挑战并存。
一边厢，国内各种关于制造业是否已回流美国的争议似乎还未结束；另一边厢，美国斯坦福大学罗克公司治理中心研究员维韦克'瓦德瓦在杂志发表了名为《制造业的未来在美国而不在中国》的文章，指出一些公司有意把制造业搬回美国，这一趋势将会加速，但原因并非人们所认为的中国劳动力成本增加或人民币升值。他认为，中国真正的威胁来自技术，不久后，技术进步将使中国的制造业像过去20年里美国制造业那样迅速衰落。
日前，罗百辉在东莞3D打印体验展暨研讨会上表示，如果未来中国制造业不能在以3D打印技术为代表的数字化制造技术上夺得一席之位，那么中国制造曾经拥有的优势，都变得不再吸引，国内制造业也可能会面临毁灭性的打击。
资本推进技术突围 3D打印有望井喷式增长
3D打印技术，又叫快速成型技术。原理是将一项产品设计转化为3D数据，然后将这些数据录入3D打印机，使用合适的添加剂进行逐层打印，然后叠加到一起成为实物。由于能将设计直接转化为实物，因此给人们的生活带来诸多便利。金模工控网CEO罗百辉认为3D打印机的神奇之处在于，它即将完全改变人们对传统制造的印象-原来制造业也可以告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具。所以我们说，3D打印机将真正带来以数字化为核心的第三次工业革命浪潮。
被视为颠覆传统制造的技术革命
3D打印技术一直被人褒奖为无所不能，有人誉为是继蒸汽机、电脑、互联网后又一项伟大的发明。更有甚者，有未来学家预言，3D打印技术将对人类生活、学习和工作产生深远的影响。
3D打印还给设计产业带来了巨大的改变。'那些比较复杂的设计，与人感觉相关的设计，在3D打印机这里能够较好地制作出来。'用3D打印能够把那些需要设计得很微观的模具或者鼠标等形象地打印出来。不仅如此，'原来从设计到样品制作出来需要两三个月之久，但利用3D打印机，只需要两三天就可以了，这将给未来的设计产业将带来很大的变化。'
也有实践证明，通过3D打印机设计出来的产品也'神奇般'地得到了应用。2011年8月，英国南安普敦大学设计并试飞了世界上第一架'打印飞机'，飞行时速达100公里，其材质质地紧密程度超乎想象。同年9月，世界上第一辆'打印汽车'在加拿大亮相，单缸发动机制动功率8马力，最高时速可达112公里。2012年7月，美国宇航局称在研究'未来3D打印宇宙飞船'，此外还正在测试一种太空3D打印机，供宇航员在太空打印所需物品。更有甚者，最新的第四代3D打印机除了能打印汽车和房子，还能打印珠宝、牙齿和血管，它对于人类的影响力已经越来越大。
未来的生产将不再是大规模标准化生产的天下，只要手上有相关的模板、3D打印机以及配套的打印耗材，哪怕在家里也能够自行完成整个打印流程，'生产'出自己想要的物品。但这也给传统制造业敲响了警钟：首先，数字化制造技术将大大减少直接从事生产的操作工人，劳动力所占生产成本比例随之下降。此外，数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化，包括满足小批量产品的生产需求。
如果未来中国制造业不能在以3D打印技术为代表的数字化制造技术上夺得一席之位，那么中国制造曾经拥有的优势，都变得不再吸引，国内制造业也可能会面临重大打击。罗百辉表示，发展3D打印技术要避免几年前发展光伏产业那样，没有核心技术和国内市场需求却大规模扩大产能。要想在3D打印领域突围，摆脱低端制造的现状，对政府而言，最重要的是改变思路。我国3D打印如果要得到好的发展，政府和企业需要共同努力。如果政府和企业能够把握机会进行新技术的学习和突破，这也将会成为中国制造业史上的一次升级契机。
技术突围与规模化发展
虽然3D打印市场潜力巨大，以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用，将推动实现'第三次工业革命'，成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。但是目前它并没有人们所想象般的'万能'。3D打印技术在美国正如火如荼地产业化，但目前在国内还处于初级发展阶段,目前还有不少问题存在。
据罗百辉介绍，目前3D打印亟待解决的技术难题包括：3D打印出来的产品物理性能、精度、强度等是否能与切削成型出来的部件一样甚至更高；目前，适用3D打印的材料尚有限，仅以塑料及个别金属、尼龙为主，3D打印技术的应用取决于是否有更合适的新材料应用到该领域，3D打印材料能否突破单一材料的限制，实现不同材料东西的混合，制造更加高复杂的产品。
技术上的屏障，使3D打印机性能还有待进一步提升。有业内人士反应称，由于3D打印机采用层层叠加工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美；同时，每一层的厚度再薄，也是一层一个坎，外表面仍需打磨才能满足精度要求。
而国产的性能相比海外，在高端品种上更是存在差距。比如说国产的打印机出来的'丝'不如国外的干净，材料的不光滑让打印出来的产品看起来不那么漂亮。
与此同时，价格因素也成为3D打印机发展的瓶颈。目前3D打印机的价格差距悬殊，低端的家用型价格低至数千元，但高端的价格可以高至数百万元。不仅如此，打印所需原料价格也是差距甚大。低端原料国内已经能自产，价格比较便宜，但高端的只能从国外进口，价格很昂贵，导致成品价格也非常贵。仅以一个飞机小零件'3D打印'而言，打印这种部件的金属粉末原料，一公斤需8万元，这个零件从'3D打印'出来至少要卖2万元，其价格之高令人乍舌。
在解决了上述一系列技术问题之后，3D打印未来的工业技术路线朝哪个方向走，现在可见的工业路径大致有四条，一是向设备的零部件制造方向发展，特别是以3D打印技术彻底替代模具工艺和切削工艺；二是工业生产的最终产品直接由3D打印机来完成；三是走向消费者家庭，成为家庭'微制造'的工具，如打印玩具、礼品、日用品等；第四是向医药卫生、人体器官领域发展。
虽然3D打印能够打印出各种新奇的设计，但它却无法应用于工业化大批量生产。如果新研发一个新产品，单件小批量生产，用3D打印肯定比传统开模具生产要快。但如果批量生产，3D打印显然不适合。就和普通打印一样，打印几张纸用打印机很快，但如果印书，到印刷厂做成模板再印则快得多。
目前，最好的方式是利用这一领域的开源，我们可以把国外的图纸、控制器都拿到国内，这样国内与国外就处于同一起跑线了，即便万一这行业由开源走向封闭，那么国内还可以根据之前的积累往前走。如果真正要解决一些技术上的问题，还需要大量的时间和精力去投入，这里需要政府包括政策、资金等全方位的持续支持。
在未来一段时间，3D打印机会先以社区的形式存在，在那里将个人数据进行扫描、存储，需要时可以在社区打印店中进行专业化定制，比如说衣服、帽子等。从现阶段来说，要实现这样的目标还有很长的路要走。不过，民用3D打印机已经从'工业神坛'上走了下来，一个低成本、规模化生产的3D时代即将到来。
3D打印资本'燃烧'全球井喷式增长
近日，新加坡政府在2013年财政预算案宣布这5亿的资金将用于新加坡未来制造计划，让新加坡的制造企业能够拥有全球最先进的制造技术，比如3D打印技术和机器人技术等新的商业模式。资金重点用于提高工人和工程师的技术水平，以及建立一个新的3D打印行业生态系统。
在我国，3D打印技术虽然只是刚起步，但目前，小型3D打印机已经成为了一块'看得见的'市场。在淘宝网上，已经有不少万元以内的3D打印机在售，有勇于尝鲜的中小企业从国外进口核心部件，做几款样机，或者模仿进口的3D样机做研发。富庶而开放的江浙一带也有不少企业在运用这项技术，仅昆山一地，就有20余家企业利用3D打印为周边发达的产业集群提供设计打样服务。
虽然目前3D打印技术无论是在国内还是国外，都没有到了给行业带来根本变化，并引发技术革命的阶段，大家都还在尝试，市场份额也并不如相象中那么大。但正因如此，如果中小企业能够在现阶段勇于去研发、去实验，那么当未来3D打印浪潮真正袭来的时候，企业就能够把握市场并能够占领市场，而并非只是跟在技术的尾巴上'打酱油'而已。
在2012年12月14日的增材制造技术国际论坛上，工信部副部长苏波透露，中国将提速3D打印技术的研发和产业化。这一信息标志着3D打印正式纳入了中国工业主管部门的视野。
正因为3D打印机给人们带来了强烈的思想冲击，它在全球范围内也已经井喷式地增长着。数据显示，2012年3D打印机的市场规模在17亿美元左右，到2015年该市场的规模将达37亿美元。
由于饱受追捧，也让3D打印机热'燃烧'到了资本市场。已有美国两家3D打印机生产商在8月股价大幅上扬，国内的A股市场也不甘寂寞，涉及3D打印领域的企业股价连创新高。相关资料显示，由于3D打印需运用到激光技术，东部沿海的一些生产激光晶体元器件的上市企业股价出现不小涨幅。一些资本也陆续向相关企业抛下了橄榄枝。据金模网了解，目前国内已经有几家风险投资基金投资了相关的3D打印领域的企业，一些风投基金就正计划投资一家3D打印企业。
罗百辉：中小模具企业要勇于拥抱3D打印浪潮
2009年以来，3D打印市场在北美和欧洲急剧增长。美国《时代》周刊已将3D打印列为'美国十大增长最快的工业'，英国《经济学人》杂志则认为它将'与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命'。3D打印技术所引发的掘金潮，大有愈演愈烈之势。
或许，未来的生产将不再是大规模标准化生产的天下，只要手上有相关的模板、3D打印机以及配套的打印耗材，哪怕在家里也能够自行完成整个打印流程，'生产'出自己想要的物品。中国制造业冠军联盟总干事罗百辉认为，数字化制造技术将大大减少直接从事生产的操作工人，劳动力所占生产成本比例随之下降。此外，数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化，包括满足小批量产品的生产需求。这些都促使发达国家鼓励厂商把部分制造业迁回本国，对中国这样的传统制造业大国无疑敲响了警钟。
不过，罗百辉接受《东莞日报》经济新闻部记者采访时表示，目前3D打印亟待解决的技术难题包括：3D打印出来的产品物理性能、精度、强度等是否能与切削成型出来的部件一样甚至更高；目前，适用3D打印的材料尚有限，仅以塑料及个别金属、尼龙为主，3D打印技术的应用取决于是否有更合适的新材料应用到该领域，3D打印材料能否突破单一材料的限制，实现不同材料东西的混合，制造更加高复杂的产品。
在解决了上述一系列技术问题之后，3D打印未来的工业技术路线朝哪个方向走，现在可见的工业路径大致有四条，一是向设备的零部件制造方向发展，特别是以3D打印技术彻底替代模具工艺和切削工艺；二是工业生产的最终产品直接由3D打印机来完成；三是走向消费者家庭，成为家庭'微制造'的工具，如打印玩具、礼品、日用品等；第四是向医药卫生、人体器官领域发展。
无论3D打印沿着哪一条工业路径走，其对该领域内传统制造业的冲击都将是非常强烈的。罗百辉强调，如果未来中国制造业不能在以3D打印技术为代表的数字化制造技术上夺得一席之位，那么中国制造曾经拥有的优势，都变得不再吸引，国内制造业也可能会面临重大打击。
中小企业要勇于尝鲜
根据美国消费者电子协会发布的最新年度报告，2012年，全球3D打印市场（包括相关材料）规模为21亿美元，这一数字比2011年增长了4亿美元，涨幅达到25.53%。随着汽车、航空航天、医疗保健等市场需求的持续增长，3D打印的市场规模保守估计在2017年将超过50亿美元。
在我国，3D打印技术虽然只是刚起步，但目前，小型3D打印机已经成为了一块'看得见的'市场。在淘宝网上，已经有不少万元以内的3D打印机在售，有勇于尝鲜的中小企业从国外进口核心部件，做几款样机，或者模仿进口的3D样机做研发。富庶而开放的江浙一带也有不少企业在运用这项技术，仅昆山一地，就有20余家企业利用3D打印为周边发达的产业集群提供设计打样服务。
虽然这些企业的核心技术还是国外的，但并不会影响3D打印机的销量和使用。业内人士认为，中小企业可以通过开源软件不断地完善、改进3D打印机，不断提高产品的商业价值。
虽然目前3D打印技术无论是在国内还是国外，都没有到了给行业带来根本变化，并引发技术革命的阶段，大家都还在尝试，市场份额也并不如相象中那么大。但正因如此，如果中小企业能够在现阶段勇于去研发、去实验，那么当未来3D打印浪潮真正袭来的时候，企业就能够把握市场并能够占领市场，而并非只是跟在技术的尾巴上'打酱油'而已。
在2012年12月14日的增材制造技术国际论坛上，工信部副部长苏波透露，中国将提速3D打印技术的研发和产业化。这一信息标志着3D打印正式纳入了中国工业主管部门的视野。
中小企业通常都是一个国家创新体系中最活跃的群体。因此罗百辉认为，在3D打印领域，主体市场应该是由中小模具企业把控，而非传统制造大企业。三维显示仅是一个应用方向，而非共性技术。一个应用方向是否能够发展起来，应该由企业去'试错'，最终以市场是否接受为导向。
要改变中国制造业传统的发展模式
我国很多企业和研究机构，都有着强烈的重视短期利益、急于求成的心态，因此，对于技术没有更加深入的研究，而只是以量取胜。改革开放30多年里，中国形成了产业规模优势。在可统计的500多种工业产品中，有220种产品的产量居世界第一。各级政府擅长于追赶型和规模扩张的产业模式，企业也习惯将国外的技术拿来，凭借低成本、低端制造、大规模出口展开竞争。
但是，类似于3D打印等新兴产业和既有的产业升级绝不适用于这种追赶模式。罗百辉表示，发展3D打印技术要避免几年前发展光伏产业那样，没有核心技术和国内市场需求却大规模扩大产能。要想在3D打印领域突围，摆脱低端制造的现状，对政府而言，最重要的是改变思路。
公平竞争是未来技术创新的制度基础。如果政府给予3D打印技术的支持是普惠政策，使差别性、歧视性的优惠政策让位于普惠性的技术创新激励政策，才能取得战略性新兴产业的良性发展。
以美国先进技术计划(ATP)为例，ATP是美国政府促进产业共性技术研发的典范。ATP由政府提供引导资金，但承担项目的公司要配套一半以上的研发投入。政府的资助经费直接拨付到企业，大学和研究院所只能通过与企业联合，参加项目的实施。最终的知识产权为以营利为目的的美国公司所拥有，参与项目的大学、研究院所和政府机构等不享有任何知识产权，但可以分享专利使用费。美国政府为了国家利益有权免费使用ATP支持的技术成果。其他企业想使用该项目成果，可通过支付费用获得使用权。
在政府营造公平环境的同时，如果企业家把主要精力放在了争取政策优惠和项目立项上，甚至只是为了获得廉价土地和政府补贴而编造项目计划，那么同样也不可能真正把心思放在技术突破上，技术创新就不会有出路。因此，我国3D打印如果要得到好的发展，政府和企业需要共同努力。如果政府和企业能够把握机会进行新技术的学习和突破，这也将会成为中国制造业史上的一次升级契机。
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