文 李小麗

3D打印被公認(rèn)為是第三次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)之一。3D打印數(shù)字化、個(gè)性化、分布式、高效率的制造方式將給人類的生活方式帶來(lái)巨大變化。據(jù)Wohlers Associates稱，2013年全球3D打印產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)增長(zhǎng)34.9%，達(dá)到30.7億美元，未來(lái)五年該行業(yè)仍將以20%的速度增長(zhǎng)，至2021年全行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值將達(dá)到108億美元。但即使如此，這個(gè)規(guī)模仍不及一個(gè)跨國(guó)公司的年度產(chǎn)值。那么，3D打印的前途到底在哪里？什么樣的商業(yè)模式能促進(jìn)其大規(guī)模發(fā)展，這也是6月剛剛閉幕的世界3D打印大會(huì)上熱議的話題。

近兩年來(lái)，人們對(duì)3D打印的真實(shí)接觸來(lái)自于連續(xù)舉辦的各類3D打印展覽會(huì)。在展覽會(huì)上，能讓個(gè)人消費(fèi)者直觀體驗(yàn)的是桌面級(jí)個(gè)人3D打印機(jī)。這類打印機(jī)以熔融沉積建模（FDM）技術(shù)為主，通過(guò)把ABS，PLA等熱塑性材料熔融逐層疊加，制造形成三維立體結(jié)構(gòu)。1992年，F(xiàn)DM技術(shù)由Scotte Crump發(fā)明，并經(jīng)Stratasys公司授權(quán)開發(fā)出第一臺(tái)商業(yè)機(jī)型3D-Modeler。2004年，英國(guó)巴思大學(xué)Adrian Bowyer博士創(chuàng)建RepRap項(xiàng)目，以開源和自我復(fù)制的方式來(lái)建造3D打印機(jī)，2006年，美國(guó)康奈爾大學(xué)FaB@Home項(xiàng)目發(fā)布開源3D打印機(jī)版本Beta version 0.17a，至此，3D打印機(jī)開始進(jìn)入個(gè)人視野。2009年，Stratasys公司的FDM專利項(xiàng)目到期，RepRap第一臺(tái)3D打印機(jī)以組建的方式商業(yè)供貨，以FDM為主流技術(shù)的個(gè)人電腦開始蓬勃發(fā)展，最便宜的FDM打印機(jī)的價(jià)格從上千美元下降到300美元。國(guó)內(nèi)個(gè)人3D打印機(jī)市場(chǎng)在這一時(shí)間開始興起和發(fā)展，一批草根青年開始投身于3D打印創(chuàng)業(yè)隊(duì)伍。3D打印照相館開始成為街頭巷尾的熱門話題和淘寶網(wǎng)上的熱門搜索；天馬星空在手機(jī)終端開發(fā)了3D打印APP軟件，上傳2D照片就可打印有個(gè)性的3D實(shí)像；閃鑄科技創(chuàng)造了消費(fèi)者變成經(jīng)營(yíng)者的模式，追求自己在市場(chǎng)上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；北京太爾時(shí)代有限公司轉(zhuǎn)向桌面3D打印機(jī)細(xì)分市場(chǎng)的，其UP!系列成為國(guó)際上三大品牌之一。國(guó)內(nèi)個(gè)人3D打印市場(chǎng)出現(xiàn)八仙過(guò)海各顯神通的景象。這樣一種以桌面級(jí)3D打印機(jī)為主要產(chǎn)品類型，廣大創(chuàng)業(yè)者通過(guò)新型商業(yè)模式開拓3D打印應(yīng)用服務(wù)市場(chǎng)的方式可以稱之為“草根”模式，其主要特點(diǎn)是：以市場(chǎng)需求為方向，以個(gè)人消費(fèi)者為主要終端客戶，主體為中小企業(yè)。

當(dāng)然，3D打印的真實(shí)面目遠(yuǎn)不止市場(chǎng)上老百姓所看到的這種形式。3D打印技術(shù)是面向工業(yè)制造領(lǐng)域的突破性增材制造技術(shù)。3D打印技術(shù)的發(fā)展起源可追溯至70年代末到80年代初期，美國(guó)3M公司的Alan Hebert（1978）、日本的小玉秀男（1980）、美國(guó)UVP公司的Charles Hull（1982）和日本的丸谷洋二（1983）等四人各自獨(dú)立提出了這種概念。1986年，Charles Hull率先推出光固化方法（SLA，Stereo Lithography Apparatus），同年創(chuàng)立了世界上第一家3D打印設(shè)備的3D Systems公司。19 8 8年，美國(guó)人S co t t C r u m p成立了Stratasys公司。目前，這兩家公司是僅有的兩家在納斯達(dá)克上市的3D打印設(shè)備制造企業(yè)。2012年，3D Systems公司收購(gòu)Z corporation,Stratesys收購(gòu)Object公司，實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)整合。

自工業(yè)革命以來(lái)，人類的創(chuàng)新進(jìn)步經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段在18、19世紀(jì)，以企業(yè)家精神為代表的創(chuàng)新時(shí)代，企業(yè)家個(gè)人引領(lǐng)著一個(gè)時(shí)代的進(jìn)步，最典型的例子是企業(yè)家約舒亞.威治伍德，他以其獨(dú)有的創(chuàng)新者品質(zhì)，在科學(xué)和藝術(shù)之間創(chuàng)造了典范，引領(lǐng)了歐洲陶瓷業(yè)的興起和發(fā)展。第二階段是在20世紀(jì)，以大公司研發(fā)實(shí)驗(yàn)室為主的技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)了一代產(chǎn)業(yè)變革，最典型的例子是愛迪生創(chuàng)建的通用電器有限公司，通過(guò)組織的創(chuàng)新，有組織的開展研發(fā)活動(dòng)，推動(dòng)了一代技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。第三階段是從20世紀(jì)末開始，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了新技術(shù)的跨界融合和社區(qū)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)融合創(chuàng)新成為時(shí)代的主流和趨勢(shì)。

從技術(shù)上看，3D打印從原型制造逐漸進(jìn)入終端產(chǎn)品直接制造，金屬打印成為當(dāng)前研究的主流技術(shù)。美國(guó)波音公司打印出了可用于商業(yè)飛機(jī)的燃料噴嘴，過(guò)去需要通過(guò)開模具、焊接將 20多個(gè)零部件進(jìn)行組裝的復(fù)雜耗時(shí)的工藝過(guò)程，使用3D打印技術(shù)就可以一次成型。在國(guó)內(nèi)，清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)從上世紀(jì)90年代開始開展快速成型技術(shù)的研發(fā)工作，并先后成立衍生企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，在航空航天、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)、模具行業(yè)等都實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用。北京航空航天大學(xué)制造出了C919大型客機(jī)機(jī)頭工程樣件所需的鈦合金主風(fēng)擋窗框，使我國(guó)成為繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)并裝機(jī)應(yīng)用的國(guó)家。這種以大學(xué)、研究所或大公司為主流技術(shù)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)模式，如果稱之為“高大上”模式的話，其特征是：以技術(shù)驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，面向工業(yè)制造和應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)技術(shù)變革。

那么，3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模若要迅速打開，其突破口在哪里？或者說(shuō)，以上兩種模式哪一種先突破？

3D打印技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)加工技術(shù)的特征之一就是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在制造業(yè)中的融合，數(shù)字文件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸入設(shè)備，即可進(jìn)行加工制作，生產(chǎn)出任何結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。當(dāng)今的創(chuàng)新趨勢(shì)已經(jīng)向我們展示，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也必將是“草根”模式和“高大上”模式的融合、互動(dòng)。而實(shí)際上，市場(chǎng)也已經(jīng)發(fā)出了這樣的信號(hào)。各大公司已經(jīng)開始向個(gè)人消費(fèi)者市場(chǎng)伸出橄欖枝，2010年，3Dsystems收購(gòu)英國(guó)BFB公司，3Dsystems生產(chǎn)個(gè)人3D打印機(jī)CubeX和Cube。2013年，Stratasys以4.03億美元換股2.01美元期權(quán)的方式收購(gòu)MakerBot，啟動(dòng)消費(fèi)者的熱情和創(chuàng)造性毫無(wú)疑問(wèn)成為大公司的戰(zhàn)略布局。同時(shí)，材料、軟件、服務(wù)等企業(yè)都在為個(gè)人客戶和工業(yè)設(shè)備之間創(chuàng)造接口。未來(lái)一個(gè)大融合的模式必將促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)井噴式的突破發(fā)展。

國(guó)內(nèi)一家工業(yè)級(jí)3D打印公司的總經(jīng)理介紹說(shuō)，有一個(gè)消費(fèi)者購(gòu)買了他們的3D打印設(shè)備，回去后致力于材料的研發(fā)，結(jié)果研發(fā)的材料比公司的還要好。在世界3D打印產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，一位小伙遞給筆者一張名片，上面什么單位名稱也沒(méi)有，只有一個(gè)職位“個(gè)人設(shè)計(jì)師”，希望可以幫助3D打印的客戶提供設(shè)計(jì)產(chǎn)品的服務(wù)。上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院提出“和用戶一起創(chuàng)新”的理念，建設(shè)了“3D打印創(chuàng)新中心”，通過(guò)和用戶互動(dòng)，開發(fā)新材料和新機(jī)型?？磥?lái)，消費(fèi)者同時(shí)也是制造者是3D打印帶給我們的新型制造方式，“草根”和“高大上”融合發(fā)展的創(chuàng)新模式是未來(lái)的必然趨勢(shì)，并正在進(jìn)行。