【3D打印行業(yè)的初步研究2】

【我國(guó)3D打印發(fā)展簡(jiǎn)史與現(xiàn)狀】

1990年,，華科王運(yùn)贛教授在美國(guó)參觀訪問(wèn)時(shí)接觸到了剛問(wèn)世不久的快速成型機(jī)。最初,，王運(yùn)贛教授想從最早出現(xiàn)的基于光敏樹(shù)脂原料的光固化立體成型技術(shù)做起。然而,，液態(tài)光敏樹(shù)脂材料價(jià)格太高,，華中科技大學(xué)的快速制造中心，轉(zhuǎn)攻以紙為原料的分層實(shí)體制造技術(shù)(LOM),。1991年,，華中科技大學(xué)(當(dāng)時(shí)的華中理工大學(xué))在時(shí)任校長(zhǎng)、已故著名機(jī)械制造專(zhuān)家黃樹(shù)槐的主持下,，成立快速制造中心,，研發(fā)基于紙材料的快速成型設(shè)備。1994年,，華中科技大學(xué)快速制造中心研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)基于薄材紙的 LOM樣機(jī),，1995年參加北京機(jī)床博覽會(huì)時(shí)引起轟動(dòng)。LOM技術(shù)制作沖模,，其成本約比傳統(tǒng)方法節(jié)約1/2,，生產(chǎn)周期也大大縮短。

1992年,，西安交大盧秉恒教授（國(guó)內(nèi)3D打印業(yè)的先驅(qū)人物之一）赴美做高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者,，發(fā)現(xiàn)了快速成形技術(shù)在汽車(chē)制造業(yè)中的應(yīng)用，回國(guó)后隨即轉(zhuǎn)向研究這一領(lǐng)域,，1994年成立先進(jìn)制造技術(shù)研究所,。1995年9月18日，盧秉恒教授（現(xiàn)為中科院院士）的樣機(jī)在國(guó)家科委論證會(huì)上獲得很高的評(píng)價(jià),，并爭(zhēng)取到“九五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目250萬(wàn)元的資助,。1997年，盧秉恒團(tuán)隊(duì)賣(mài)出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)光固化快速成型機(jī),。

我國(guó)的3D打印起步并不晚,，像彥永年、王華明,、王運(yùn)贛,、史玉升、盧秉恒等教授都是早期就加入研究的先驅(qū),�,？傮w而言,，我國(guó)在核心技術(shù)有先進(jìn)的一面，但在產(chǎn)業(yè)化方面,，發(fā)展還稍顯滯后,。

經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，這個(gè)產(chǎn)業(yè),，美國(guó),、以色列、德國(guó)領(lǐng)跑全球,，中國(guó)跟隨其后,。在我國(guó)，北京江蘇湖北深圳西安基礎(chǔ)不錯(cuò),，處于國(guó)內(nèi)前列,。目前，我國(guó)有40多家3D打印企業(yè),，如北京隆源,、深圳普力得科技、武漢濱湖機(jī)電,、長(zhǎng)沙華曙高科,、南京紫金立德、寶巖自動(dòng)化,、西安鉑力特等等,。拿出產(chǎn)品的有近10家，其中,，產(chǎn)量過(guò)百臺(tái)的僅4家,，而擁有核心技術(shù)的，那就更少了,。據(jù)深圳普力得科技資深工程師張維忠先生介紹,，我國(guó)的3D打印產(chǎn)業(yè)，整體面臨核心環(huán)節(jié)對(duì)外依賴,，耗材技術(shù)滯后等重大制約問(wèn)題,。硬件方面，自動(dòng)化控制系統(tǒng)方面與國(guó)外相比還有較大的差距,，運(yùn)行穩(wěn)定性有待提高,。軟件方面，與國(guó)外亦有很大差距,。3D打印“打印”是表象,，核心在軟件。軟件之于3D打印機(jī),，好比大腦之于人,。缺了軟件,，設(shè)計(jì)師靈感再多，變不成模型,，打不出實(shí)物,。作為3D打印支撐技術(shù)的軟件系統(tǒng)，現(xiàn)為美國(guó),、以色列幾家大公司控制,，國(guó)內(nèi)近乎空白。市場(chǎng)方面,，3D打印需求九成在歐美,，全球行業(yè)集中度極高，歐美兩家龍頭企業(yè)已占七成份額,。過(guò)度依賴外需，內(nèi)需啟動(dòng)緩慢,，使國(guó)產(chǎn)3D打印產(chǎn)業(yè)生存現(xiàn)狀不容樂(lè)觀,。從核心技術(shù)、應(yīng)用材料到市場(chǎng)渠道,，我國(guó)3D產(chǎn)業(yè)鏈與國(guó)外差距還很大,。

總體來(lái)說(shuō)，理想很豐滿,，現(xiàn)實(shí)很骨感,。理論上講，能夠設(shè)計(jì)或想象出來(lái)的東西,，全部能打印出來(lái),。相信在未來(lái)，3D打印確實(shí)能改變幾乎整個(gè)制造業(yè),。但現(xiàn)在,，3D打印技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)還很不成熟，任然處于“拓荒階段”,， 替代不了傳統(tǒng)制造業(yè),。深圳普力得科技有限公司總務(wù)部經(jīng)理區(qū)寶明女士認(rèn)為，目前3D打印技術(shù)具有制造物體周期需求短,、適應(yīng)單件個(gè)性化需求,、在大型薄壁件、蜂窩狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件,、鈦合金等難加工,、易熱成形零件制造方面具有較大優(yōu)勢(shì)。但也只是對(duì)傳統(tǒng)工藝的補(bǔ)充,，是“錦上添花”的技術(shù),。目前,，3D打印技術(shù)存在著制造成本高，制造效率低,，制造精度尚不能令人滿意,，工藝與裝備研發(fā)不充分，尚未進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用等方面的問(wèn)題,。因此,，不能把3D打印萬(wàn)能化，更革不了傳統(tǒng)制造業(yè)的命,。什么“打印飛機(jī)”,、“打印汽車(chē)”，都不靠譜,，只是打個(gè)模型�,，F(xiàn)今的3D打印技術(shù)還不能打印超過(guò)1000個(gè)零部件的東西，打印材料昂貴而且有限,，打印尺寸也受限制,，打印出的東西，在機(jī)械強(qiáng)度,、電氣屬性等暫時(shí)都無(wú)法與傳統(tǒng)制造業(yè)相抗衡�,，F(xiàn)今，3D打印技術(shù)只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合,，才有更大生存空間,。

【3D打印主流技術(shù)】

目前全球3D打印機(jī)形成四大流派，即熔融堆積,、疊層堆積,、粉末堆積、激光成型,。它們都用軟件設(shè)計(jì)三維圖,，再用塑料、金屬,、樹(shù)脂等耗材,，逐層累積“打印”三維實(shí)物。

1,，熔融沉積成型（Fused deposition modeling,，簡(jiǎn)稱(chēng)FDM），可利用熱塑性材料,，金屬,、可食用材料等進(jìn)行成型制造；

2,，選擇性激光燒結(jié)（Selective laser sintering,，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS）,，這種技術(shù)得用的材料為熱塑性塑料，金屬粉末,，陶瓷粉末等,；

3，薄材成型（Laminated object manufacturing,，簡(jiǎn)稱(chēng)LOM）,，舉個(gè)例子，把一張張的紙鋪上去累積而成的模型,，當(dāng)然金屬膜,，塑料膜也可以；

4,，光固化（Stereolithography,，簡(jiǎn)稱(chēng)SLA），可利用的材料是光敏樹(shù)脂等聚合物,。

【3D打印發(fā)展瓶頸】

3D打印技術(shù)可以使用很多種材料,，如ABS塑料、PLA,、尼龍、玻璃填充聚胺,、光固化材料,、銀、鈦,、鋼,、蠟、干膜和聚碳酸脂,。3D打印始于塑料材料,，但是如今打印材料品種繁多，不斷增加,，包括陶瓷,、食物、玻璃,，甚至人體組織,。

巧婦難為無(wú)米之炊，材料限制是目前3D打印行業(yè)的最大瓶頸,�,？墒褂貌牧嫌邢薏徽f(shuō)，材料價(jià)格也是一大阻礙,。例如,，3D打印使用的塑料原料成本為$60 - $425/千克（2.2磅）,，而傳統(tǒng)注塑工藝使用相同量的材料只需$2.40-$3.30。20雖然對(duì)原型或小批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō),，較高的成本不是什么問(wèn)題,，但是對(duì)于大批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)就顯得很不經(jīng)濟(jì)。如果將來(lái)在耗材上有非常大的突破,，3D打印必然迎來(lái)井噴期,，發(fā)展高歌猛進(jìn)，那時(shí)候,，只怕真要革命了,！

大眾消費(fèi)者專(zhuān)業(yè)操作技術(shù)的匱乏和機(jī)器的高造價(jià)，核心環(huán)節(jié)對(duì)外依賴,，市場(chǎng)認(rèn)知度低,，加之產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不全面，創(chuàng)業(yè)大師們?cè)谑袌?chǎng)運(yùn)作推廣方面也無(wú)典范杰作可循,。這也促成資本市場(chǎng)伸長(zhǎng)脖子,，踮起腳尖，卻望而止步,。如此情形,，沒(méi)了LED的大躍進(jìn)，卻又多了3D打印的噱頭,，少了行業(yè)高歌猛進(jìn)的風(fēng)頭,。

當(dāng)然，發(fā)展中的問(wèn)題要在發(fā)展中解決,。當(dāng)年的大哥大如此,，后來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)亦如此。危中有機(jī),、機(jī)中有危,，歷史不會(huì)停止，因?yàn)槠款i就是用來(lái)突破的,，就想世界紀(jì)錄就是用來(lái)被打破的一樣,。【余億萬(wàn)】