12月10日下午，第六屆亞洲制造業(yè)論壇年會會議茶歇，一群與會代表聚攏在會場外的一張桌子旁，圍觀由南京紫金立德電子有限公司總經(jīng)理連寧帶來的一臺桌面級3D打印機(jī)。聽說這臺機(jī)器能在數(shù)小時內(nèi)將塑料薄膜變成各種立體模具，圍觀者們爭相詢問關(guān)于此款機(jī)器的技術(shù)、售價等問題。

　　這個熱鬧的場面正折射出了3D打印在全球的火爆。

　　在這樣的大背景下，本屆制造業(yè)論壇年會也就3D打印技術(shù)進(jìn)行了專題討論。與外界的喧囂不同，參與討論的業(yè)內(nèi)專業(yè)人士則表現(xiàn)得較為冷靜理性：這項(xiàng)技術(shù)的確正在推動人類生產(chǎn)和生活方式變革，但這個過程顯然并非那么“兇猛”而是“細(xì)微”和漸進(jìn)式的，且其并不等于第三次工業(yè)革命，而只是其中的元素之一。

　　3D打印技術(shù)是一個舶來品，發(fā)端于上世紀(jì)80年代的美國，隨后在世界各地開花結(jié)果。資料顯示，在美國，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步產(chǎn)業(yè)化。目前全球有兩家3D打印機(jī)制造巨頭，分別為Stratasys和3D Systems，均在納斯達(dá)克上市，2011年兩家公司的營業(yè)收入分別為1.7億美元和2.9億美元。而另一家3D打印服務(wù)企業(yè)——Shapeways已擁有15萬個會員及超過6000個用戶，已為顧客打印過上百萬件產(chǎn)品。

　　國內(nèi)很多科研院校和企業(yè)也已邁出實(shí)質(zhì)性步伐，并取得了顯著的成績。北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)更成為其中的翹楚。

　　據(jù)羅軍介紹，北京航空航天大學(xué)在國際上首次全面突破了鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工大型復(fù)雜整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形工藝、成套裝備和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)。

　　王華明表示，其所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)運(yùn)用上述相關(guān)激光直接制造技術(shù)制造出了C919大型客機(jī)機(jī)頭工程樣件研制所需的鈦合金主風(fēng)擋窗框。“大概用了不到55天，就做出來四個框，省時省錢。”

　　王華明指出，“高性能難加工的金屬大型復(fù)雜構(gòu)件激光直接制造技術(shù)是增材制造或者說3D打印的一個重要發(fā)展方向。其具有很多優(yōu)勢，比如不再需要模具。從這個意義上來說，它確實(shí)是一種數(shù)字化的帶有變革性的短流程、低成本的數(shù)字化制造技術(shù)。”

　　除了北京航空航天大學(xué)，武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司、湖南華曙高科技有限責(zé)任公司、北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司也在工業(yè)級3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域有所斬獲。

　　與王華明團(tuán)隊(duì)采用激光直接制造大型金屬構(gòu)件不同。馮濤介紹說，隆源則是先“打印”沙模，之后通過灌注的方法生產(chǎn)出實(shí)體產(chǎn)品，主要應(yīng)用于汽車、直升機(jī)發(fā)動機(jī)等新產(chǎn)品試制。

　　3D打印熱潮

　　2011年2月，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊發(fā)題為《3D打印如何改變世界》的封面文章。文章描繪了這樣的一個場景：“你在電腦上建立一個大致的3D模型，并對其形狀和顏色進(jìn)行必要的修正。然后你只需要輕輕一按‘打印’鍵，擺在附近的機(jī)器就會悄然開始工作，發(fā)出輕微的呼呼聲，并一點(diǎn)點(diǎn)將你的模型打印出來。無論是往噴嘴里填充材料，還是使用膠合劑或激光來固定塑料/金屬粉末薄層，都由機(jī)器自己來完成。”

　　上文所說的這項(xiàng)技術(shù)意即3D打印技術(shù)，俗稱“三維打印技術(shù)”或 “快速制造技術(shù)”，是指通過可以“打印”出真實(shí)物體的3D打印機(jī)，采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來生成3D實(shí)體。

　　亞洲制造業(yè)協(xié)會首席執(zhí)行官羅軍亦表示，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟之所以暫定名為“3D打印”而非“增材制造”，也是因?yàn)?D打印更加通俗易懂并已被人們熟識，而此名稱的實(shí)際指向則是增材制造這種工藝模式。

　　羅軍介紹說，3D打印分為桌面級和工業(yè)級兩大類。其中，桌面級主要涉及一些大眾消費(fèi)品制造領(lǐng)域，外形樣式如同南京紫金立德帶來的這臺3D打印機(jī)，擺放在桌面上大小接近于一臺電腦，目前采用薄膜一類材料，主要用于工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。而工業(yè)級又細(xì)分為兩個部分。一是原型制造；二是大型金屬結(jié)構(gòu)件直接制造。其在汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)初露鋒芒。

　　在中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、北京航空航天大學(xué)教授王華明看來，3D打印實(shí)際上誕生已經(jīng)近30年，最近之所以驟然變“熱”，除了媒體的炒作之外，也與美國特別是奧巴馬政府的重視有關(guān)。

　　今年3月9日，奧巴馬宣布了重振美國制造業(yè)計(jì)劃，準(zhǔn)備在美國成立一個制造創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)主要由15個制造創(chuàng)新的研究院組成，每一個研究院主要致力于具有廣闊應(yīng)用價值的前沿新技術(shù)的研發(fā)、示范、人才培訓(xùn)等工作，并將這些新技術(shù)推向制造業(yè)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，以提供就業(yè)機(jī)會，提升美國在制造業(yè)的全球競爭力和領(lǐng)導(dǎo)地位。

　　當(dāng)日，奧巴馬就責(zé)成美國國防部等五個聯(lián)邦部門選擇一種技術(shù)，先期成立了一個研究所，約在4月17日便選擇了第一個技術(shù)——3D打印，后于8月16日成立了國家增材制造創(chuàng)新研究院。這是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的第一個研究院，該研究院得到政府投資3000萬美元，企業(yè)投資4500萬美元，主要由聯(lián)邦政府負(fù)責(zé)管理和組建，是一個產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)構(gòu)。“這就是增材制造3D打印從5月份開始熱起來的重要原因。”王華明表示。

　　不過，清華大學(xué)教授顏永年并不完全贊成這種觀點(diǎn)。他認(rèn)為，3D打印之所以“升溫”，主因在于桌面級機(jī)器相應(yīng)技術(shù)日漸成熟，其免維修性和可維護(hù)性不斷提升且售價大幅下降，從而使其步入普及階段。“達(dá)到像家庭的打印機(jī)、復(fù)印機(jī)這種量級了，自然就熱起來了。”顏稱。

　　無論怎樣，3D打印確實(shí)已經(jīng)火爆起來。就連著名科技雜志《連線》原主編安德森都坐不住了，毅然選擇下海經(jīng)商創(chuàng)立3D Robotics公司，從事與3D打印有關(guān)的業(yè)務(wù)。不僅如此，與3D打印概念相關(guān)的大族激光、中航重機(jī)等國內(nèi)上市公司的股價也曾出現(xiàn)一波大漲。

　　市場前景與發(fā)展瓶頸并存

　　3D打印在工業(yè)品制造領(lǐng)域大顯身手的同時，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亦有廣泛應(yīng)用空間。顏永年表示，3D打印可以用于生命體的制造，以完成醫(yī)學(xué)所需要的各種器件和器官，可稱之為“細(xì)胞3D打印”。

　　對此，王安琪稱，利用3D打印技術(shù)打印骨頭等人工假體，較之傳統(tǒng)工藝有兩大優(yōu)勢：“第一，它可以非常真實(shí)的根據(jù)病人的CT數(shù)據(jù)把骨頭重建出來，其細(xì)微結(jié)構(gòu)可以完全模仿骨骼的結(jié)構(gòu)。第二，它可以通過細(xì)胞在材料表面附著機(jī)理的研究進(jìn)行細(xì)胞表面工程化，從而控制表面空隙率、空隙流向、結(jié)構(gòu)等等。”

　　此外，與會人士對桌面級3D打印技術(shù)的市場前景極為樂觀。顏永年表示，“中國是人口大國，同時，當(dāng)前全世界經(jīng)濟(jì)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)水平，在此環(huán)境下，由于數(shù)字成型技術(shù)、數(shù)字建模技術(shù)普及，用3D打印做一些概念模型進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)、教育或者動漫藝術(shù)品、裝飾品、首飾品，都有很大的市場潛力。”

　　有前景也有隱憂。除了相關(guān)技術(shù)亟待突破并不斷成熟之外，材料供給成為最大的瓶頸。由于3D打印技術(shù)目前總體并不成熟，產(chǎn)業(yè)規(guī)模并不大，所以國內(nèi)生產(chǎn)3D打印材料的企業(yè)極少，很多金屬材料更是依賴進(jìn)口。而在材料性能、數(shù)據(jù)積累上，全世界都屬于非常匱乏的狀態(tài)，且有關(guān)數(shù)據(jù)積累也大多集中在鈦合金等貴金屬材料上，這也在一定程度上推高了3D打印的成本，限制了該技術(shù)的普及。

　　對于材料掣肘，連寧似乎深有體會：“未來的發(fā)展重點(diǎn)就是要在應(yīng)用材料上有比較大的突破，比如說能不能做出生物薄膜材料，這樣的話，3D打印機(jī)應(yīng)用前景更加寬廣一些。”

　　催生第三次工業(yè)革命？

　　《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志則認(rèn)為，3D打印技術(shù)將成為第三次工業(yè)革命到來的重要標(biāo)志。到底什么才是推動工業(yè)變革的決定性力量？

　　連寧表示，3D打印技術(shù)不可能對現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)生顛覆性的作用，但是3D打印技術(shù)一定會和互聯(lián)網(wǎng)一樣深入到人們生活工作的任何一個角落，也就是說它會在第三次工業(yè)革命中產(chǎn)生巨大的推動作用，但它并不能起到?jīng)Q定性作用。

　　對此，顏永年則從學(xué)術(shù)融合的角度指出，“不是單純一個技術(shù)就能構(gòu)成第三次工業(yè)革命，它必然是信息技術(shù)、材料技術(shù)、生命科學(xué)技術(shù)和制造技術(shù)的結(jié)合。所以，3D打印技術(shù)在這里的地位是不言而喻的，如果沒有一個融合的過程，它的作用也發(fā)揮不了。”