【深度好文】3D打印挑戰(zhàn)中國

雖然對第三次工業(yè)革命何時到來,，國內各界仍普遍持謹慎態(tài)度。然而,，3D打印,、人工智能、新材料,、新一代信息技術等一系列關鍵技術的成熟和產業(yè)化，都透露出新一輪工業(yè)革命并非空穴來風,。 傳統(tǒng)制造業(yè)的國際分工格局,，正逐漸被新技術帶來的分散化生產以及消費者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機之后,，那些走向產業(yè)空心化的國家深刻認識到制造業(yè)對于國民經濟的重要性,，遂寄望于新技術將制造業(yè)拉回。 如果未來在以3D打印為代表的數(shù)字化制造技術上失去話語權,，中國制造業(yè)將遭遇殘酷的打擊：傳統(tǒng)的制造手段和生產模式將被取代,；人力成本低廉等比較優(yōu)勢必然喪失；中國企業(yè)躑躅于產業(yè)鏈低端的現(xiàn)實將進一步惡化,。

而中國是否能抓住這一輪技術創(chuàng)新的機遇,，很大程度上是在逼問中國是否有能力改革現(xiàn)有的創(chuàng)新體系。 顏永年決心最后一搏,。74歲的他,，在2012年創(chuàng)立了昆山永年先進制造技術有限公司，并出任董事長,，為此,，他把家從北京搬到了昆山陽澄湖邊,。 相比創(chuàng)辦企業(yè)，顏永年在學術上的成就已有定論,，正是他在清華大學任教時把3D打印的概念和早期技術引入國內,。在顏永年看來，制造科學如果脫離了產業(yè)化,，含金量就大打折扣,，因此退休五年后，他仍打算實現(xiàn)在校任教時未能完成的心愿——辦一家完全市場化的公司,，將研究成果產業(yè)化,，3D打印就是那項昭示未來的研究成果。

3D打印,，是增材制造的俗稱,，其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學的結合,。與傳統(tǒng)上對原材料進行切削的減材制造方法正相反,，3D打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料,，最終形成物件,。 以3D打印為代表的數(shù)字化制造技術，被《經濟學人》雜志認為是引發(fā)第三次工業(yè)革命的關鍵因素,，“其將改寫制造業(yè)的生產方式,，進而改變產業(yè)鏈的運作模式”。

首先,，數(shù)字化制造技術將大大減少直接從事生產的操作工人,，勞動力所占生產成本比例隨之下降。此外,，數(shù)字化制造的個性化,、快捷性和低成本能夠更快地適應本地市場需求的變化，包括滿足小批量產品的生產需求,。這些都促使發(fā)達國家鼓勵廠商把部分制造業(yè)遷回本國,，對中國這樣的傳統(tǒng)制造業(yè)大國無疑敲響了警鐘。

不過,，中國在3D打印方面的理論研究和嘗試并不算晚,。富庶而開放的江浙一帶已有不少企業(yè)在運用這項技術，僅昆山一地,，就有20余家企業(yè)利用3D打印為周邊發(fā)達的產業(yè)集群提供設計打樣服務,。 而距昆山1.4萬多公里的美國紐約，有著3D云打印之稱的Shapeways正忙著搬家,，將其運營重心從荷蘭移至紐約,。Shapeways在皇后區(qū)占地2.5萬平方米的工廠取名為“未來工廠”,，這是全世界規(guī)模最大的3D打印工廠。2012年10月18日,，在工廠開業(yè)儀式上,，紐約市長邁克爾·布隆伯格(MichaelBloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印制造,。隔河相望的曼哈頓區(qū),，聚集了眾多年輕的3D打印企業(yè)。

中國科學院自動化研究所研究員王飛躍觀察,，即使在2008年金融危機后,，這些企業(yè)仍保持快速發(fā)展。 自從工廠出現(xiàn)以來,，產品與消費者之間的距離從未如此接近過,。3D打印給消費者帶來了在大規(guī)模生產和個性化制造之間進行選擇的自由。如果你想要一個與自己相貌一樣的玩偶,，用3D打印機制作,，成本可能只要100元；如果委托工廠,，也許要花1萬元,。 業(yè)內人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網頁瀏覽器一樣，是一個嶄新的市場從萌芽期進入成長期的轉折點,。雖然3D打印技術目前尚未顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)——傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模效應依然占據(jù)優(yōu)勢,，但前者正慢慢搶走市場份額。

工信部已經嗅出了危機的味道,。2012年12月14日,，工信部副部長蘇波在增材制造技術國際論壇上透露，中國將提速3D打印技術的研發(fā)和產業(yè)化,。這一信息標志著3D打印正式納入了中國工業(yè)主管部門的視野。 革新的號角 美國3D打印設備巨頭3DSystems(DDD.NYSE)的創(chuàng)始人,，查爾斯·胡爾(CharlesW.Hull)比顏永年小1歲,，他至今仍管理著公司，擔任執(zhí)行副主席一職,，還是公司的首席技術官,。

1982年，在一家紫外線設備生產企業(yè)任職的胡爾,，嘗試把光學技術應用于快速成型領域,。他將一種液態(tài)光敏樹脂倒入大容器中，在容器里放置一個升降平臺,，容器上方的紫外激光器根據(jù)計算機指令照射液面,，所到之處,，材料會發(fā)生光聚合反應，迅速從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài),，當一層打印完成后,，未被照射的地方仍保持液態(tài)，此時在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺會下降一層,，激光器開始打印第二層,。這個過程不斷重復，直到整個物件制造完畢,。這項立體光刻(SLA)技術就是最早的3D打印,。

胡爾于1986年申請了專利，并成立3DSystems公司,�,！�30年前發(fā)明這項技術時，我們覺得這對制造業(yè)來說是一個機會,�,！焙鸂柕暮匣锶恕�3DSystems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(AbrahamReichental)對《財經》記者說,，“現(xiàn)在,，客戶比我們還要積極，推動我們進行適用性研究,。五年前,，大部分客戶購買設備用于設計；從兩年前開始,，有一半的客戶用在了直接制造上,。” 3D打印不需要模具,，可以直接進行樣品原型制造,，因而大大縮短了從圖紙到實物的時間。任何形狀復雜的零件,，都可以被分解為一系列二維制造的疊加,。 這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術類型，除了SLA,，常見的有熔融沉積造型(FDM),、選擇性激光燒結(SLS)、三維打印(3DP)等,，其基本工作原理都是逐層增加材料,，最終形成物件，因此，這些技術都被通俗地稱作3D打印,。

許多種“耗材”都可使用3D打�,。荷匙印⑷嗽煜鹉z(20390,200.00,0.99%),、塑料(10735,-5.00,-0.05%),、金屬，甚至生物材料,；3D打印的應用范圍已經滲入生物醫(yī)療,、航空、汽車,、工業(yè)設計等多個行業(yè),，且仍在不斷拓寬�,！熬瓦B美國海軍都購買了90臺機器用于航空領域的研發(fā),。”雷切特勒說,。 全世界的實驗室里,，正在實踐一些更具雄心的想法：澳大利亞的研究人員加快了制造金屬零件的速度，試制出打印汽車金屬零部件的設備,；意大利的一個研究團隊正開發(fā)用于特種建筑的3D打印機,，計劃使用月球塵埃為材料，在月球上快速建造人類基地,。 除了省去制造模具的成本以外,，相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印對材料的利用率也驚人,。美國F-22猛禽戰(zhàn)斗機大量使用鈦合金結構件,，如使用傳統(tǒng)的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%,，使用3D打印利用率接近100%,。

3D打印技術通過對金屬材料的燒結或熔化，直接生成出金屬零部件的發(fā)展趨勢,，讓傳統(tǒng)制造業(yè)感受到巨大壓力,。“如果在金屬材料上得到廣泛應用,，3D打印就可能引領新一輪工業(yè)革命�,！比A中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說,。 中國研發(fā)曲折 顏永年的遺憾是，1988年錯過了芝加哥的一次工業(yè)展覽會,，沒能親睹胡爾推出的世界第一臺的商用3D打印設備SLA250,。同事帶回來一張SLA250宣傳頁,，已令他唏噓不已。 與材料成型打了半輩子交道的顏永年,，發(fā)現(xiàn)固有的知識被徹底顛覆,，當時在美國做訪問學者的他，迫切想一睹這臺機器的真容,，無奈展覽已經結束,。 回國后，顏永年對3D打印念念不忘,，相信這是未來制造業(yè)的重要趨勢,。他安排學生開始做分層軟件的研究——進行3D打印時，必須先用分層軟件將物件的數(shù)字三維模型進行均等切分,，然后分層輸出,，分層打印。與此同時,，顏永年發(fā)出很多封電子郵件,，終于在1991年將美國德雷克賽爾大學教授杰克·卡布雷(Jackkeverian)邀請到清華大學講學，隨后又到西安交通大學和上海交通大學[微博]等多所高校傳播“快速制造”的理念和技術,。 中國3D打印研究的序幕由此拉開,，像許多科研領域一樣，大學和科研院所比企業(yè)對技術創(chuàng)新的潮流更為敏感,，因而最先啟動：清華大學,、西安交通大學、華中科技大學與北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司,，以技術引進為主,，迅速形成了國內“三校一企”的3D打印研究陣營。 這一格局也映射出了中國科技創(chuàng)新的普遍現(xiàn)象：原發(fā)性的創(chuàng)新缺失,，仍處于以跟蹤模仿和消化吸收引進技術為主的階段,。 上世紀90年代初，一臺3D打印設備價格100多萬元,，在清華任教的顏永年拿不出這筆錢,。

在國內，啟動像3D打印這樣從零開始的技術研究難度很大,，研究者必須給出充分的預期成果和應用前景論證,，更重要的是，要具備一定的前期研究基礎,，否則,，科技主管部門一般不會為之立項并給予相應經費。

由于項目面臨諸多的不確定性，當時顏永年也沒有說服學校領導,，將3D打印作為一個重點項目來支持,。而國內企業(yè)大部分還在忙于追趕傳統(tǒng)制造業(yè)工藝和技術，亦難以顧及如此前沿的領域,。 在這種情況下,，課題組只好自己組建實驗室。1992年,，顏永年發(fā)動課題組,，截流了原本可作獎金發(fā)放的經費，耗盡以前“科研收益的積蓄”,，興建了一座簡易的3D打印實驗室,。 幸運的是，一家代理3DSystems產品的香港公司正期望獲得核心控制軟件的經驗,，雙方各取所需,，成立了中國第一家快速成型設備公司——北京殷華激光快速成型與模具技術有限公司(下稱北京殷華)。清華提供智力支持,，香港公司提供一臺SLA250設備,。與胡爾的機器失之交臂三年后，顏永年見到了真東西,。在取得初步研究成果后,，課題組終于陸續(xù)獲得了國家自然科學基金、國家“863”計劃,、國家攻關計劃項目的經費支持,。 然而，彼時這一產業(yè)在國外正經歷低潮期,，全球總產值在10億美元水平徘徊多年,。經過一段時間后，部委機構的熱情漸冷,，投入3D打印領域的研究經費大減,，中國3D打印基礎研究放緩。2003年左右,，顏永年也將研究重點轉向了國家當時大力推動的重型壓機領域,，僅留下小部分研究力量繼續(xù)開發(fā)3D打印技術。 經費的減少,，亦讓華中科技大學和西安交通大學的3D打印科研團隊感到了寒意,，好在其分別成立了校辦企業(yè)，經營收入反哺科研,，研究得以延續(xù),。 九年之后,，3D打印悄然成為2012年全球最熱門的科技名詞。

怠誤市場轉機
3D打印市場徘徊多年的主要原因在于：在工業(yè)級應用上,，這項技術仍欠缺強度和精度，而且,，工業(yè)級設備和原材料比較昂貴,，因此，在產業(yè)化初期,，這項技術更為適合新產品的開發(fā)和小批量零件的生產,。 摸索到這一方向的國外企業(yè)，開始將定位從高端,、工業(yè)級客戶群體,，擴寬到那些追趕潮流的消費者。正是對精度要求不高,，但追求快捷,、低成本的客戶群，促進了其商業(yè)化的蓬勃發(fā)展,。 近五年,，全球有多家小型創(chuàng)業(yè)公司利用開源的計算機軟件，制造出可放在個人電腦桌上的3D打印機,，并將價格降低至2000美元以下,。利用這些開源技術，技術發(fā)燒友也能DIY出個性化的3D打印機,。 胡爾和他的公司3DSystems在2012年5月就研發(fā)出一款新型打印機“立方體”(Cube),，打開了日常消費市場。顧客無須學習復雜的3D設計軟件,，便可直接打印如棋子,、首飾、廚具等物品,。

這些日常用品本來多是在中國等發(fā)展中國家加工生產,。 然而，這一市場的風向轉機,，并沒有被中國的3D打印企業(yè)準確把握,。多數(shù)院校體系的企業(yè)仍專注于工業(yè)設計領域。而“三校一企”中的企業(yè)——北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司則致力于為軍工和少量發(fā)動機領域提供服務,。 具有清華大學背景的北京太爾時代科技有限公司(下稱太爾時代)是調整了產品技術方向的極少數(shù)企業(yè),，“通過與市場接觸，發(fā)現(xiàn)小型設備在當前更具有市場推力”,。其副總經理顏旭濤介紹,，2011年,，太爾時代售出小型機3000多臺，2012年增長更快,。

而在江浙一帶勇于嘗試新鮮事物的企業(yè),，大多數(shù)屬于并不具備研發(fā)實力的中小企業(yè)。它們能做的,，不過是購置幾臺工業(yè)級3D打印機,，像提供復印服務的便利店一樣，為客戶提供打樣等服務,。也有一些有野心的企業(yè)會從國外進口核心部件,，做幾款樣機，或者模仿進口的3D樣機做逆向研發(fā),。 小型3D打印機已激增為一塊“看得見的”市場,，同時，也帶動工業(yè)級3D打印機市場逐漸有了起色,�,？焖僦圃祛I域國際權威報告《沃勒斯報告2012》顯示，截至2011年,，全球累計銷售4.9萬臺工業(yè)級3D打印機,，其中近四分之三由美國制造，以色列和歐洲各國的份額分別為9.3%和10.2%,，中國生產的設備僅占3.6%,，與日本相當。而全球領先的六家3D打印設備制造公司,，2008年銷售收入達6.96億美元,，占行業(yè)總收入近60%。 此時,，歐美充滿活力的3D打印企業(yè),，不僅在技術上嘗新，而且在商業(yè)模式上也有創(chuàng)意,。 2007年由飛利浦提供啟動資金的Shapeways,，令人矚目的就是它“云打印”概念的O-O(線上線下)商業(yè)模式。它像Facebook一樣打造自己的用戶社區(qū),，社區(qū)集銷售,、定制、設計于一體：顧客可以在網上選定產品的三維設計方案,，或直接上傳自己設計好的3D模型,，并選擇材料，支付一定費用后,，Shapeways會用3D打印機將其制造出來并郵寄上門,。

截至2012年6月,，該公司累計打印超過100萬件產品；其制造社區(qū)中有超過6000家提供設計服務的商家和個人,；還有15萬活躍用戶,。 Shapeways以技術和新的商業(yè)模式先后贏得三輪融資，總金額超過1700萬美元,，由此實現(xiàn)了其在紐約創(chuàng)辦“未來工廠”的夢想,。 由于3D打印在美國制造業(yè)的巨大應用潛力清晰顯現(xiàn)，美國總統(tǒng)奧巴馬2011年宣布,，并在2012年國情咨文中重申：政府計劃每年向先進制造技術投資5億美元，并在四年后,，提高到每年10億美元,，以提升美國的領先地位。中國的科研,、工業(yè)界也開始重新審視思考這一技術,。2012年，顏永年重返3D打印領域,，他發(fā)現(xiàn)最大的變化是：“以前需要跟政府官員講解半天什么是3D打印,，現(xiàn)在省了不少口舌�,！� 共性技術缺失：產研學錯位 太爾時代,，是2003年顏永年和幾個學生湊錢成立的。限于清華教授的身份,，顏當時未直接參與運營,，其子顏旭濤是公司副總經理。 在攻克小型3D打印FDM設備時,，太爾時代遇到了如何能讓噴頭順暢,、穩(wěn)定地出絲，如何提高精度,，如何增加可打印材料的多樣性等問題,；而工業(yè)級3D打印機的研制中難啃的骨頭更多：材料、微滴噴射技術和激光技術等,，這些被業(yè)內人士稱為“共性技術”,。

事實上，不僅是3D打印企業(yè),，中國目前產業(yè)升級碰到的核心瓶頸,，就源于產業(yè)共性技術的嚴重缺失。所謂共性技術是指那些蘊含潛在機會——可以在多個產業(yè)中廣泛應用——的技術或工藝,，它既是基礎研究邁向市場應用的第一步,，又具有被一個產業(yè)或多個產業(yè)共享的潛力,。可見,，共性技術的突破,，與基礎研究和應用研究皆密不可分。 在發(fā)達國家的創(chuàng)新體系中,，大學主要進行基礎研究,，研究所側重于共性技術研究，企業(yè)主要致力于應用性研究和最后的產品化,，產研學三方在市場機制下合作互補,。但在中國，這三者的關系,，卻呈現(xiàn)出錯位競爭的局面,，致使科研與產業(yè)嚴重脫節(jié)。 從大學來講,，對基礎研究的熱情正在下降,。基礎研究,，是原始創(chuàng)新的基礎,，它意味著人才的培養(yǎng)、數(shù)據(jù)和成果的積累,。中國科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院常務副院長王元稱,，基礎研究和前沿技術的布局，關系一個國家十年二十年的發(fā)展,，因此穩(wěn)定持續(xù)的投入非常重要,。

然而，1999年后,，中國的基礎研究占研究與試驗發(fā)展經費(R&D)支出的比例一直呈下降趨勢,。2005年至2010年，這一比例從5.36%降至4.59%,，而美國基礎研究經費始終占R&D總支出10%以上,，經濟合作與發(fā)展組織成員國中，法國,、澳大利亞,、瑞士均在20%以上。 與此同時,，中國的大學越來越熱衷于應用研究,，且伸長手腳，自辦企業(yè),。3D打印產業(yè)就呈現(xiàn)出濃厚的“高校軍團”的色彩：除清華大學的北京殷華外,，西安交通大學派生出陜西恒通智能機器有限公司,，武漢濱湖機電技術產業(yè)有限公司則依托于華中科技大學。 顏永年作為校方代表曾出任北京殷華的董事長,，公司團隊主要由他實驗室的教師和學生及外聘的幾名工人組成,。公司一年賣兩三臺3D打印設備就可以支撐運營經費，盈利部分則需給校方分成,。很快,，這個校屬企業(yè)就遇到了維持易、做大難的局面,。

由于經營業(yè)績與個人收入的關系不大,，且教師和學生對發(fā)表論文、評職稱的興趣遠超過銷售產品,，導致研究方向多瞄準高,、精、尖題材,，對來自市場的信號則表現(xiàn)遲鈍。 事實上,，幾家依托高校建立的3D打印企業(yè),，都未能在熱銷的3D打印小型設備上有所建樹。 中國科學院原副院長楊柏齡就指出,，教授抓一幫學生,，辦一個小企業(yè)。這樣的產業(yè)化不僅對創(chuàng)建研究型高校和研究機構不利,，而且從企業(yè)規(guī)模上講,，對經濟發(fā)展的貢獻也上不了臺面。實際上,，它是滿足小團體利益的小富即安的模式,。 大學應在技術出了“孵化期”后，將其轉給企業(yè)實現(xiàn)商業(yè)化,，從而脫離高校管理,。最早做出3DP打印技術的麻省理工學院，就通過技術轉讓實現(xiàn)了商業(yè)化,，它把工藝分成四條技術路線,，分別賣給四家公司，其中一家名為ZCorp的公司,，現(xiàn)在已占據(jù)了業(yè)內領先地位,。


2012年，顏永年吸取往年的經驗,，徹底離開了大學,，他找到投資方,，注冊了一家新公司。 從科研院所來講,，同樣缺乏研究并解決共性技術的興趣,。3D打印初進入中國那幾年，即1999年之前,，中國的科研體系還屬于計劃經濟體制：企業(yè)只管生產,，技術研發(fā)由科研院所進行，并無償轉讓給企業(yè),，結果前者沒動力,，后者研發(fā)能力薄弱。是年7月,，國務院下達《關于加強技術創(chuàng)新,，發(fā)展高科技，實現(xiàn)產業(yè)化的決定》,，由此啟動科技體制的一次重大改革,。 當時，全國范圍內的上千家技術開發(fā)類科研院所進行了轉制：脫下事業(yè)單位的“官衣”,，不再享有國家財政撥款,，轉變?yōu)樽载撚�虧的科技型企業(yè)。 北京技術市場協(xié)會顧問林耕,，對轉制后的這些企業(yè)進行調研,，發(fā)現(xiàn)其中很少憑借原有的技術優(yōu)勢，為其他企業(yè)提供技術服務,，絕大多數(shù)放棄了長期共性技術研究,，轉向能在短期內解決生存問題的應用開發(fā)。

6 而歐美企業(yè)對3D打印技術的系統(tǒng)性開發(fā),，都離不開應用型研究所,。德國弗朗霍夫激光研究所擁有20多臺激光直接加工金屬設備，但它只做應用研究,，不做產品,，專門為其他機構直接提供生產、咨詢服務,。 從企業(yè)來講,，經過十多年發(fā)展，僅從研究開發(fā)的經費支出看,，中國企業(yè)似乎已經成為創(chuàng)新主體,。2010年，企業(yè)執(zhí)行的R&D支出占全社會此類支出73.4%，這一數(shù)據(jù)高于美英法,，接近韓日,。2005年至2010年，擁有研究開發(fā)活動的大中型工業(yè)企業(yè)數(shù)量從6874個增加到12889個,，而企業(yè)科技機構數(shù)量也從9352個增加到16717個,。 但是，提供以上數(shù)據(jù)的國務院發(fā)展研究中心課題組,，分析結果卻顯示：大量的研發(fā)資金被用于解決企業(yè)生產中的工藝性問題,、產品層面的研發(fā)，這些只能算技術改進,，而非最關鍵的技術創(chuàng)新,。“國內企業(yè)仍滿足于發(fā)達國家的高技術溢出效應,，大力引進國外生產線,，靠二流技術依然可以賺錢�,！敝袊�科學院原副院長楊柏齡稱,。 在這樣的格局下，桎梏著諸多產業(yè)升級的共性技術難題,，事實上卻處于無人攻堅的狀態(tài),。趕超模式的弊端 不論是企業(yè)界、研究所還是大學,，都流露出強烈的重視短期利益、急于求成的心態(tài),，這與中國制造業(yè)始終處于規(guī)模追趕狀態(tài)直接相關,。 后進國的產業(yè)趕超發(fā)展一般分為三個階段：規(guī)模追趕、技術追趕和創(chuàng)新導向,。

改革開放30多年里,，中國形成了產業(yè)規(guī)模優(yōu)勢。在可統(tǒng)計的500多種工業(yè)產品中,，有220種產品的產量居世界第一,。各級政府擅長于追趕型和規(guī)模擴張的產業(yè)模式，企業(yè)也習慣將國外的技術拿來,，憑借低成本,、低端制造、大規(guī)模出口展開競爭,。 然而,，“新興產業(yè)和既有的產業(yè)升級絕不適用于這種追趕模式”。國務院發(fā)展研究中心產業(yè)經濟研究部部長馮飛分析。 中國政府也努力通過制定專項規(guī)劃,，來確定戰(zhàn)略性技術發(fā)展方向,，但是，以追趕為特點的跟隨體制,，往往使得技術在外力的推動下,，為達標而創(chuàng)新，產業(yè)內生的發(fā)展力量遭到破壞,。 北京大學政府管理學院教授路風舉例說明,，科技部不久前出臺的一項規(guī)劃，“從技術上,、邏輯上就都不對”,。

這個名為《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》的文件稱，三維顯示技術最有生命力,，且終將成為顯示技術共性平臺的下一代顯示技術,。 路風說，三維顯示僅是一個應用方向,，而非共性技術,。一個應用方向是否能夠發(fā)展起來，應該由企業(yè)去“試錯”,，最終以市場是否接受為導向,。 政府的規(guī)劃，直接影響其對科技資源的配置,。南京大學商學院教授趙曙東指出,，國家對高新技術的大量研發(fā)經費投向了國有企業(yè)，但以往經驗表明,，中國數(shù)得出來的創(chuàng)新技術和創(chuàng)新型企業(yè)絕大多數(shù)為民營,，“投到國企，哪怕創(chuàng)新失敗,，官員不會有什么問題,，但如果投到民企失敗的話，他的風險就加大了,�,！�

在3D打印領域，當下的主體市場是由中小企業(yè)把控,，傳統(tǒng)制造大企業(yè)尚未跟進,。實際上，中小企業(yè)通常都是一個國家創(chuàng)新體系中最活躍的群體,，美國小企業(yè)創(chuàng)新法規(guī)定,，承擔國家科技項目，獲得較大財政資助數(shù)額的機構，具有向小企業(yè)轉移技術的責任,。 美國有專門支持小企業(yè)創(chuàng)新的項目,、小企業(yè)信用擔保計劃、小企業(yè)減免稅政策等,，其他發(fā)達國家也普遍通過減免稅方式支持中小企業(yè)創(chuàng)新,。 但在中國，做3D打印服務的無錫易維模型設計制造有限公司總經理劉鈞也曾嘗試申請減免稅,，“稅務局根本不知道3D打印是什么,，我們進口的一些東西，他們的目錄里都沒有,，還要去海關查”,，因此，他們很難像傳統(tǒng)產業(yè)一樣,，享受原材料占有量大而得到的增值稅抵扣,。 馮飛認為，在一般性的應用技術研發(fā)領域,，政府應通過制定普遍性優(yōu)惠政策,，引導和調動企業(yè)、社會發(fā)揮創(chuàng)新能力,，而在市場解決不了的問題上,，政府才要有所作為。 比如共性技術具有相當廣泛的用途,，因此,，單個公司不愿意投資，如果完全依靠市場機制,，就會面臨經費不足的局面,。發(fā)達國家的經驗表明，政府的支持相當重要,。 先進技術計劃(ATP)，是美國政府促進產業(yè)共性技術研發(fā)的典范,。

ATP由政府提供引導資金,，但承擔項目的公司要配套一半以上的研發(fā)投入。政府的資助經費直接撥付到企業(yè),，大學和研究院所只能通過與企業(yè)聯(lián)合,，參加項目的實施。 最終的知識產權為以營利為目的的美國公司所擁有,，參與項目的大學,、研究院所和政府機構等不享有任何知識產權，但可以分享專利使用費。美國政府為了國家利益有權免費使用ATP支持的技術成果,。其他企業(yè)想使用該項目成果,，可通過支付費用獲得使用權。 消失的優(yōu)勢 過去30余年,，中國憑借低成本的要素供給,、龐大的市場需求和不斷積累的技術能力，確立了全球制造大國的地位,。無數(shù)條生產線培訓出了全世界規(guī)模最大,、技藝最高、紀律最優(yōu)的“流水線型”工人,，這也是中國成為全球制造中心和世界工廠的根本,。 然而，隨著包括3D打印在內的高端制造技術的進步,，直接從事制造的人數(shù)將不斷減少,，裝配組裝成本的比重會持續(xù)下降，中國低成本勞動力的比較優(yōu)勢將被大大削弱,。 《經濟學人》就預測,，生產制造將從大型、復雜,、昂貴的傳統(tǒng)工業(yè)過程中分離出來,，凡是能接上電源的任何計算機都能夠成為靈巧的生產工廠。未來制造業(yè)將再次回流到發(fā)達國家,。

3D打印對傳統(tǒng)制造業(yè)是否真有如此強的殺傷力,？

目前，3D打印的產值在全球制造業(yè)中所占份額仍然微不足道,。2011年,，全球3D打印市場規(guī)模為17.1億美元，僅占世界制造業(yè)總產出的0.02%,。但是,，技術革命不會因為新技術的出現(xiàn)而立刻發(fā)生。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍認為,，其個性化制作的屬性與“長尾效應”不謀而合,，通過滿足那些細分的、較小的市場,，最終會累計出明顯的利潤,。 哈佛商學院教授克萊頓·克里斯坦森(ClaytonChristensen)所提出的顛覆式創(chuàng)新理論也表明，新進入者如果抓住市場的特殊需求,，進入邊緣應用領域,，當它的技術不斷改進直至被主流市場所接受時,，便會替代傳統(tǒng)技術軌跡晉升為主流技術。 從長遠看,，這項技術最終將給工業(yè)生產和經濟組織模式帶來顛覆式的改變,。 事實上，就3D打印的理論研究而言,，中國與國際水平相差不遠,，但將整個產業(yè)所涉及的材料、機械,、數(shù)控,、軟件等諸領域集成起來做出一個商品時，差距的鴻溝就直面而來,。 3D打印技術未來的發(fā)展空間,，很大程度上取決于是否有完整的產業(yè)鏈支撐，包括設備制造,、材料,、模型軟件，以及服務商,。 胡爾已經清楚地看見了這一點,，并著手進入產業(yè)鏈整合的階段。

2012年初,，胡爾以1.355億美元現(xiàn)金收購了頗具科研實力的ZCorp和VidarSystems公司,。其合伙人雷切特勒表示，行業(yè)整合將使3DSystems有更多的精力進行全方位的研發(fā),。公司將6%－7%的營業(yè)收入和20%的員工投入研發(fā),，其中技術、材料,、產品各占三分之一,。 材料是產業(yè)鏈中關鍵的一個環(huán)節(jié)。如前文所述,，澳大利亞等國家正加緊研究金屬零件的制造,，一旦在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就將引領新一輪工業(yè)革命,。 而國內甚至連特殊的研究材料都難以獲得,，北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司總經理馮濤介紹，由于研究所需的材料用量很少,，研發(fā)本身存在不確定性，國內廠家根本不愿為這樣的小眾需求試制特殊的材料,。 如果購買國外廠家生產的原材料,，也會遭遇“阻擊”,。

比如，生產3D打印原材料的德國德固賽公司,，與美國,、德國的客戶簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，協(xié)議要求其大部分原材料賣給合作方,，只有20%的份額公開銷售,，且這部分材料在性能上相對較差。因此,，中國國內很難買到新型且上佳的原材料,。 安信證券行業(yè)分析師胡又文說，中國在材料供應和模型軟件供應環(huán)節(jié),，目前還沒有專業(yè)公司進入,，所以即便“三校一企”精于3D技術本身的研發(fā)，產業(yè)鏈上下游亦難以跟進,。 同樣,，3D打印設備集成了多個精密組件，其產業(yè)化發(fā)展需要較強的工業(yè)基礎支撐,。中國在機電和數(shù)控等傳統(tǒng)領域一直缺少核心技術,，以致國產3D打印設備的一些核心組件，如精密激光器,、光學系統(tǒng),、精密導軌和電機等均需從國外采購。

“國內做3D打印設備的廠商沒有資金做全產業(yè)鏈的研發(fā),�,！瘪T濤說，“而國外這個行業(yè)都已經并購好幾輪了,，通過資本的手段給企業(yè)增加資金,，擴充研發(fā)實力。美國明顯加大了對3D打印技術研發(fā)的組織力度,，以確立高端制造業(yè)的霸主地位,。2010年，愛迪生焊接研究所牽頭成立增材制造聯(lián)盟,，很快就吸收到30余家成員,，這一聯(lián)盟將促進制造商和供應商與大學、研究機構之間的對接,。 歐盟在諾丁漢大學,、謝菲爾德大學和埃克斯特大學等建立了多個3D打印中心,，設置基金予以支持,。這些聯(lián)合體有助于解決3D打印領域存在的高端共性問題,，并能使新技術順利產業(yè)化。 鑒于歐美的成功經驗,，北京工業(yè)設計促進中心建立了一個工業(yè)設計聯(lián)盟,，試圖整合包括研究機構、服務商,、設備供應商,、設備代理商、服務提供者在內的資源,。在聯(lián)盟下可以讓更多的技術得到普及,。不過，這個聯(lián)盟目前的作用更多是為了產品推廣,。

“國內多數(shù)的技術攻關是針對產品級的,，而不是針對產業(yè)的共性技術，由于產品恰恰在聯(lián)盟企業(yè)之間存在競爭關系,，因此聯(lián)盟中利益共享,、風險承擔的機制也尚未形成�,！瘪T飛指出,。 作為全國工業(yè)的主管部門，工信部聯(lián)合中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院,，在2012年9月開展了第三次工業(yè)革命的專題研究,，初步判斷，第三次工業(yè)革命的到來還需要一個較長過程,，不可能完全替代既有的生產方式和發(fā)展模式,，但它為后發(fā)國家成功實現(xiàn)“趕超”打開了一扇“機會窗口”。 顏永年也判斷,，距離3D打印的廣泛應用可能還要十年,，現(xiàn)在重視完全來得及。

為此,，工信部準備組織研究制定3D打印技術路線圖,、中長期發(fā)展戰(zhàn)略，推動完善3D打印技術規(guī)范和標準制定,；而且會研究制定支持3D打印產業(yè)發(fā)展的專項財稅政策,。 問題在于，中國原有的科技創(chuàng)新體系是否能幫助我們抓住這個“機會窗口”,。

作者：《財經》記者 王宇 賀濤