【3D打印行業(yè)的初步研究1】

余億萬

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2012年3月19日,，美國總統(tǒng)奧巴馬在卡內基梅隆大學宣布創(chuàng)立美國“制造創(chuàng)新國家網絡”計劃,。由政府主導,、聯(lián)邦政府和工業(yè)部門共同斥資10億美元逐步建立15個“制造創(chuàng)新中心”,，組成創(chuàng)新網絡,。

2012年4月21日,，英國《經濟學人》刊文【第三次工業(yè)革命】，認為3D打印技術將與其他數字化生產模式一起,，推動第三次工業(yè)革命的實現,。

2012年8月16日，美國“國家增材制造創(chuàng)新中心”作為其首個“樣板示范”創(chuàng)新中心剪彩成立,。作為新技術研究,、開發(fā)、示范,、轉移和推廣的基礎平臺,，號稱要成為增材制造技術全球卓越中心并提升美國制造全球競爭力。

至此,，3D打印作為媒體和資本的新寵,，風風火火地從幕后走向臺前，發(fā)展如火如荼,。從飛機,、汽車、槍支,、巧克力,、比基尼到星球再造式的沙漠打印,，讓越來越多的人了解到3D打印技術，開始憧憬著未來革命性的技術將對這個世界帶來的影響,。

“3D打印機將來不是要取代某一個制造業(yè),，而是要取代幾乎所有的制造業(yè)。”作為世界首個公布3D打印機開源數據信息的科學家,，英國工程學家阿德里安·鮑耶對中國青年報記者表示,，“未來你想要什么，只需下載圖紙,，按一下‘打印’鍵,，就可以去喝咖啡聽音樂了，剩下的所有事,，請統(tǒng)統(tǒng)交給打印機,。”

如今，3D打印已經慢慢融入產品設計,、生產制造,、教育、醫(yī)療,、建筑等各大領域,，打印出了巧克力、血管,、腎臟,、飛機、自行車,、汽車,、玩具、房子,、衣服等等產品,，已經開始慢慢改變我們的生活。

第三次工業(yè)革命真的到來了嗎,？

【什么是3D打印】

3D打印技術是依托于信息技術,、精密機械以及材料科學等多學科發(fā)展起來的尖端技術。其學術名稱為快速成型技術（RP：Rapid  Prototyping Manufacturing）,，也叫增材制造技術（AM： Additive  Manufacturing）,，誕生于上世紀80年代。它的【基本原理是：分層制造,、逐層疊加】。把一個通過設計或者掃描等方式做好的3D模型按照某一坐標軸切成無限多個剖面,，然后一層一層的打印出來并按原來的位置堆積到一起,，形成一個實體的立體模型,，類似于高等數學中的積分。整個制造過程包括3個環(huán)節(jié)：前端數據獲取(3D掃描和建模),中端數據加工處理(計算機輔助設計),后端產品打印(3D打印),。

傳統(tǒng)制造過程與之相對應的兩種技術是切削和鑄塑（減法制造）,。相比這兩種技術，3D打印技術（加法制造）有自己的優(yōu)勢,，那就是不像切削那樣浪費材料,，也不像鑄塑那樣要求先制作模具。一次成型,，快速個性化定制是它的重要特點,，這在小批量，多品種（個性化）的生產中占有非常大的優(yōu)勢,。

【3D打印發(fā)展簡史】

3D打印技術興起于美國20世紀80年代,。在傳統(tǒng)制造業(yè)里，復雜結構制造難度高,、開模費用大,、制造時間長等，讓人們想象一種快速成型的方法,，經過不斷設計研究,，慢慢催生了3D打印技術。后來硬件Arduino和其他尾隨技術的開源,，又催生了3D打印技術的工業(yè)化,，讓其從幕后走向前臺。

【國外3D打印簡史】

1984年,，Charles Hull開始研發(fā)3D打印技術,，【1986年】，他自立門戶,，創(chuàng)辦了世界上第一家3D打印技術公司,，也是現在的3D市場領軍者之一3D Systems 公司（NYSE: DDD），同年發(fā)布了【第一款商用3D打印機】,，2012年1月,，他們收購了另外兩家3D打印公司Zcorp和Vidar Systems；

1988年,，Scott Crump發(fā)明了FDM（熱熔擠制成型）技術,，并于1989年成立了現在的另一家3D打印上市公司斯川塔斯Stratasys（NASDAQ:SSYS），該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機,。2012年4月,，Stratasys還收購了以色列的Objet公司，從而成為【全球最大】3D打印機制造商,。

1989年,，美國麻省理工學院的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美國申請了三維印刷技術的專利,，之后Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty又多次對該技術進行完善，形成了今天的三維印刷快速成型工藝,。

1993年,，麻省理工學院獲3D印刷技術專利。

1995年,，美國ZCorp公司（后被3Dsystems收購）從麻省理工學院獲得唯一授權并開始開發(fā)3D打印機,。

1996年，媒體第一次使用【3D打印】這個詞來稱呼當時的快速成型機,，后來取代了之前的稱謂,，成就了現在流行的3D打印這個概念；

2005年,，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功,。

2008年，開源3D打印項目【RepRap】發(fā)布“Darwin”,，3D打印機制造進入新紀元,；同年，Objet 推出Connex 500,，讓【多材料】3D打印成為可能,。

2010年11月，世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世,。

2011年6月6日,，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。7月,，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機,。8月，南安普敦大學的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機,。

2012年11月,，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次打印出人造肝臟組織。

目前,，美國擁有世界上３８．５％的３Ｄ打印設備,，而中國所占的比例只有８．６％，有著很大的提升空間,。3D打印技術在美國已經產業(yè)化,，目前全球有兩家3D打印機制造巨頭，分別Stratasys和3D Systems,，均在美國納斯達克上市,，2011年營業(yè)收入分別為1.7億美元和2.9億美元。目前國外3D打印機制造商主要有：商用3D打印機主要制造商包括Stratasys，Objet Geometries,Z Corporation,， 3DSystems等,。家用3D打印機主要制造商有Reprap，Makerbot Industries,，Ultimaker，Botmill,，Fab@Home等

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