就像1750年的蒸汽機，1450年的印刷術(shù)，1950年的晶 體管，3D打印也將在漫長的時間里改變這個世界。”《經(jīng)濟學人》雜志兩年前的一篇報道把3D打印推上神壇，這一新興領(lǐng)域的熱度持續(xù)至今。3D打印“數(shù)字化制造”的全新模式似乎預(yù)示著傳統(tǒng)大規(guī)模、集中化的制造有了替代方案—個性化、按需生產(chǎn)的“分布式制造”。

  甚至有人驚呼，3D打印將引領(lǐng)第三次工業(yè)革 命的到來！a

  盛名之下，其實難副？

  確實，我們看到鼓吹制造業(yè)回流美國的奧巴馬政府在大力推動3D打印技術(shù)在美國學校的普及，包括中國在內(nèi)的各國政府也紛紛制定3D打印產(chǎn)業(yè)扶持計劃；媒體的報道、輿論的討論鋪天蓋地；投資者則對3D打印概念的股票趨之若鶩，行業(yè)巨頭Stratasys、3DSystem 和ExOne 的股價狂飆突進。似乎3D打印確有顛覆者的架勢。

  但我們看另一組數(shù)據(jù)：2012 年全球3D打印機的銷量僅為4.2 萬臺，而這其中2 萬臺是由Stratasys 一家賣出去的；2013 年全球銷量也剛邁過10 萬臺的門檻。據(jù)易觀國際的報告，2013 年包括3D打印設(shè)備、配件和服務(wù)在內(nèi)的整個行業(yè)市場僅為25 億美元，還不足一家大型企業(yè)的年產(chǎn)值。

  因此，在喧囂背后，“3D打印”這一新技術(shù)究竟成色幾何？它是否真的準備好接過傳統(tǒng)制造的衣缽？企業(yè)、個人的觀念是否已經(jīng)轉(zhuǎn)變到足以接受這一技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)、個人消費中的運用？

  為此，《世界經(jīng)理人》對超過60 位企業(yè)家或副總裁級別以上經(jīng)理人進行了有關(guān)3D打印的問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，近90% 的受訪者都對3D打印有所了解，但很大一部分只是停留在“聽說過”的階段，但也有31% 的受訪者表示企業(yè)“迫切需要”運用3D打印技術(shù)；談到3D打印是否能引領(lǐng)“第三次工業(yè)革 命”時，48%的受訪者表示認可。（請看問卷結(jié)果：“3D打印，你怎么看？”）

  從以上的調(diào)研中，我們可以發(fā)現(xiàn)，3D打印的普及程度還非常有限，運用并不廣泛，但企業(yè)決策者還是對這項技術(shù)保持著極高的興趣，非常看好這一技術(shù)的發(fā)展前景，并且很多企業(yè)已經(jīng)嘗試在企業(yè)內(nèi)運用3D打印技術(shù)。

  這一調(diào)研結(jié)果與維示泰克科技有限公司董事長陳文娟的感受相一致。作為國內(nèi)桌面級3D打印機研發(fā)銷售的領(lǐng)先企業(yè)，維示泰克的市場主要在國外，國內(nèi)客戶群中又以企業(yè)為主，個人及其他消費者占比較小。“國內(nèi)客戶80% 以上是設(shè)計師和工程師，3D打印機是他們做設(shè)計開發(fā)的好幫手。其他20%是個人愛好者，或者一些教育部門等。整體而言，大家還沒有自己去3D打印一個杯子或其他小東西的習慣。”陳文娟介紹到，“但很多人過來看到3D打印機能做什么之后，馬上就掏現(xiàn)金買走了。”

3D打印能做什么？

  3D打印又稱“ 積層制造”（additive manufacturing），以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體。這一獨特的生產(chǎn)方式?jīng)Q定了3D打印非常適合運用于產(chǎn)品研發(fā)階段的模具制造、模型制作等。因此，在消費電子、建筑設(shè)計、汽車、動漫等等一系列需要進行產(chǎn)品原型開發(fā)的行業(yè)，都可能用到3D打印。

  “我們以前的模型都是石膏雕塑，修改起來非常麻煩，有時候相當于整個都要重新制作。而且雕塑無法保持每次的成型樣品一致。”從事原創(chuàng)動漫及其衍生品設(shè)計的哈爾濱七劍數(shù)字動漫有限公司制片主任牛亮介紹說，“而用3D打印可以通過軟件去修改，好的設(shè)計可以100% 保留。”

  從事室內(nèi)外裝飾設(shè)計的杭州象限軟裝設(shè)計有限公司設(shè)計總監(jiān)郝星同樣認為3D打印在制作和修改模型、制作手板階段的應(yīng)用非常方便高效。“以前我們打樣都需要把圖紙拿到美院的雕塑系或者其他一些雕塑工廠，請人來做模型，費時且昂貴。現(xiàn)在有了3D打印機就可以自己打印出來，省時省力。”

  不僅在創(chuàng)意設(shè)計行業(yè)3D打印大有用武之地，傳統(tǒng)制造行業(yè)的前端研發(fā)階段同樣可以嵌入3D打印，實現(xiàn)流程優(yōu)化。“以前沒有3D打印機的時候我們都是去找數(shù)控CNC 加工做小樣版，加工周期比較長，修改麻煩，成本也比較高。現(xiàn)在用3D打印一天就可以成型，交到客戶手上進行驗證。”主營陶瓷衛(wèi)浴產(chǎn)品的佛山羽潔衛(wèi)浴技術(shù)開發(fā)部負責人陳工介紹說。陶瓷衛(wèi)浴對外觀的美觀性要求很高，一款產(chǎn)品往往需要與客戶反復(fù)確認，通過3D打印模型，可以有效降低打樣成本，同時提高效率。

  除了在模型、手板階段可以優(yōu)化流程，大大提高效率外，3D打印還可以實現(xiàn)一些難以用傳統(tǒng)模具塑形的非標準件設(shè)計。“工業(yè)上的傳統(tǒng)生產(chǎn)離不開模具澆鑄，但一些結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的非標準件是很難通過模具來制造的。而3D打印就可以隨心地制造出各種非標準件。” 陳文娟指出。

  在另一方面，3D打印還可以應(yīng)用在一些對產(chǎn)量和材質(zhì)要求不高，但定制化要求高的產(chǎn)品的直接生產(chǎn)。如郝星在進行室內(nèi)軟裝飾設(shè)計的時候，對一些可能只在某一個室內(nèi)空間用的個性化臺燈燈罩等，就用3D打印直接打印出成品使用，“燈罩這些設(shè)計部件對材質(zhì)要求不高，因此用塑料打印出來的成品同樣可以使用。”郝星說道。

  以上幾個方面的應(yīng)用主要在工業(yè)設(shè)計階段，主要是通過桌面級3D打印機實現(xiàn)，注重的是3D打印在塑形方面的高效率低成本。打印的材料主要是ABS 樹酯、聚乳酸（PLA）等塑料原料，打印強度、精度等方面都無法與傳統(tǒng)工藝相比。但通過運用工業(yè)級3D打印機，以及一些高強度材料，則可以部分解決這一問題。

  “比如在航空航天領(lǐng)域，我們的打印機可以直接打印供飛機組裝使用的一些零部件。”Stratasys 的亞太和日本地區(qū)總經(jīng)理Jonathan Jaglom 介紹到。由于擁有熔融沉積造型（FDM）等一系列專利技術(shù)和鈦合金、碳纖維等先進的3D打印原材料，Stratasys 的主要客戶分布于醫(yī)療（牙科）、汽車、航空航天、國防等高科技領(lǐng)域。工業(yè)級3D打印機除了可以直接打印飛機組件外，還可以打印手qiāng，甚至人體骨骼等。

  除了在工業(yè)生產(chǎn)上有諸多用途，在個人和家庭使用方面，3D打印也天然地具有優(yōu)勢。因為3D打印最大特點就是“自由塑形，隨心制造”，打印機與電腦相連后，只要有一定想象和設(shè)計能力的個人，都可以通過3D 建模軟件，方便地把3D 模型打印成實體。“像水杯、手機殼這些東西都可以在家制造。消費者以后在網(wǎng)上買的可能就不再是實體了，而是一個個的三維模型數(shù)據(jù)包，再通過自己的打印機 打印出來。”主營桌面級3D打印機研發(fā)和銷售的杭州銘展科技有限公司總經(jīng)理金濤描述未來的家用3D打印市場時說道。

  簡單而言，Jonathan指出，3D打印的應(yīng)用至少在以下幾方面有顯著效果：一是讓產(chǎn)品從研發(fā)到推向市場的周期大大縮短；二是降低成本；三是提高創(chuàng)造性；四是提高創(chuàng)意的保密性。除此之外，Jonathan 認為3D打印還能帶來組織管理上的優(yōu)化創(chuàng)新，“比如原來的產(chǎn)品設(shè)計可能需要企業(yè)不同層級主管的逐層審核修改后，才能將樣品呈現(xiàn)在決策層面前，如果需要再修改，所造成的人力資源浪費很大。而運用3D打印，決策層可以在產(chǎn)品研發(fā)的一開始就參與到其中，實現(xiàn)扁平化決策。”

  優(yōu)勢也是短板

  但3D打印的技術(shù)特點，既是優(yōu)勢，也是短板。

  首先，“積層制造”的成型模式打印一個三維實物，少則數(shù)小時，多則幾天，相較于規(guī)模化生產(chǎn)階段的生產(chǎn)時間，毫無效率可言，因此很難運用于大規(guī)模制造。

  其次，可打印材質(zhì)制約了3D打印的使用和普及。用塑料材質(zhì)打印，雖然廉價，但在精度、強度、外表光滑度等方面都難以達到工業(yè)標準，因此往往只能用作模型。用金屬、陶瓷等材料雖然可以部分解決這一問題，但價格高昂。而除了有限的一些材質(zhì)外，其他大部分材質(zhì)仍然無法運用在3D打印領(lǐng)域，“3D打印推廣最難的地方還是在材質(zhì)。因為理論上來說，任何材料只要能夠黏合堆積，都可以用3D打印打印出來。”陳文娟指出，“目前的問題就是能夠用于3D打印的材質(zhì)還非常有限。”

  另外，3D打印的普及仍然有限。一是3D打印機的普及不足，桌面級3D打印機雖然已經(jīng)降到數(shù)千至數(shù)萬元的價格區(qū)間，但要進入尋常百姓家仍有待時日。工業(yè)級3D打印機動輒幾十萬、上百萬元的價格，只有少數(shù)大中型企業(yè)才能用得起。

  消費市場大規(guī)模推廣可期

  3D打印產(chǎn)業(yè)仍然處在初級階段，作為一種新興技術(shù)，3D打印在醫(yī)療、航空航天等高新行業(yè)的廣闊前景已毋庸置疑。未來隨著更多打印材料的出現(xiàn)，我們可以想見打印更多直接運用的零部件，甚至打印整架飛機外殼都可能實現(xiàn)；而通過把細胞作為打印原料、打印人體組織的試驗如果取得成功，將可能對醫(yī)療行業(yè)帶來革 命性的變化。

  而在個人和家庭應(yīng)用方面，由于技術(shù)和原材料要求較低，以及更多廠商不斷推出價格平民化的桌面級3D打印機，現(xiàn)階段的3D打印已經(jīng)具備了大規(guī)模推廣的條件。金濤和陳文娟都表示，雖然公司目前的主要客戶仍然是企業(yè)，但3D打印的發(fā)展趨勢是家用消費級的應(yīng)用，他們未來會更著眼于消費類3D打印市場的推廣 。

  要實現(xiàn)3D打印家用化的構(gòu)想，重要一環(huán)就是要形成3D打印的“應(yīng)用市場”。就如智能手機操作系統(tǒng)的普及應(yīng)用需要App 應(yīng)用的豐富和普及，家用3D打印同樣需要一個通用平臺來提供更多的3D打印模型，以降低消費者使用的門檻。

  沿著這一思路，Stratasys在2013 年中收購了主打桌面級應(yīng)用的3D打印公司Makerbot。這一業(yè)界的重量級收購不僅讓Stratasys 補足了在桌面級3D打印機市場的短板，同樣重要的是它獲得了Makerbot 維護的Thingiverse.com 網(wǎng)站。這一網(wǎng)站是全球最大的3D 素材社區(qū)，用戶在此分享的大部分素材都是自己所設(shè)計實際物品的3D模型，可以直接加載到3D打印機中進行打印。因此它不但可以解決3D打印用戶的模型來源問題，還有可能形成產(chǎn)業(yè)鏈。

  與傳統(tǒng)互補，而非顛覆

  展望未來，3D打印在技術(shù)端仍然有許多難關(guān)需要克服，而且它的技術(shù)特點決定了3D打印并不會與傳統(tǒng)制造模式形成直接競爭，“我必須謙虛地說，3D打印不可能取代傳統(tǒng)制造，”Jonathan 坦陳，“它更多的會與傳統(tǒng)制造業(yè)形成互補，提高效率。而在一些較為小眾的定制化領(lǐng)域，3D打印可以派上更大用場。”

  而在市場推廣方面，3D打印仍然有很長一段路要走，“3D打印仍然處在市場‘教育’階段。我們往往不是告訴消費者你應(yīng)該買我們的產(chǎn)品，而是告訴他們‘3D打印很有用，你應(yīng)該試一試’。”Jonathan 說道。

  回到文章一開始的疑問，我們可以肯定地說，在可預(yù)見的未來3D打印還無法取代傳統(tǒng)制造模式，而將3D打印譽為“引領(lǐng)第三次工業(yè)革 命”，則有言過其實之嫌。更中肯地說，3D打印只是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的推動因素之一，它與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能機器人等新技術(shù)一同勾勒了“數(shù)字化未來”的前景。