3D打印：“草根”還是“高大上”？

文 李小麗

3D打印被公認為是第三次工業革命的關鍵技術之一。3D打印數字化、個性化、分布式、高效率的制造方式將給人類的生活方式帶來巨大變化。據Wohlers Associates稱，2013年全球3D打印產品和服務市場增長34.9%，達到30.7億美元，未來五年該行業仍將以20%的速度增長，至2021年全行業實現產值將達到108億美元。但即使如此，這個規模仍不及一個跨國公司的年度產值。那么，3D打印的前途到底在哪里？什么樣的商業模式能促進其大規模發展，這也是6月剛剛閉幕的世界3D打印大會上熱議的話題。

近兩年來，人們對3D打印的真實接觸來自于連續舉辦的各類3D打印展覽會。在展覽會上，能讓個人消費者直觀體驗的是桌面級個人3D打印機。這類打印機以熔融沉積建模（FDM）技術為主，通過把ABS，PLA等熱塑性材料熔融逐層疊加，制造形成三維立體結構。1992年，FDM技術由Scotte Crump發明，并經Stratasys公司授權開發出第一臺商業機型3D-Modeler。2004年，英國巴思大學Adrian Bowyer博士創建RepRap項目，以開源和自我復制的方式來建造3D打印機，2006年，美國康奈爾大學FaB@Home項目發布開源3D打印機版本Beta version 0.17a，至此，3D打印機開始進入個人視野。2009年，Stratasys公司的FDM專利項目到期，RepRap第一臺3D打印機以組建的方式商業供貨，以FDM為主流技術的個人電腦開始蓬勃發展，最便宜的FDM打印機的價格從上千美元下降到300美元。國內個人3D打印機市場在這一時間開始興起和發展，一批草根青年開始投身于3D打印創業隊伍。3D打印照相館開始成為街頭巷尾的熱門話題和淘寶網上的熱門搜索；天馬星空在手機終端開發了3D打印APP軟件，上傳2D照片就可打印有個性的3D實像；閃鑄科技創造了消費者變成經營者的模式，追求自己在市場上的獨特優勢；北京太爾時代有限公司轉向桌面3D打印機細分市場的，其UP!系列成為國際上三大品牌之一。國內個人3D打印市場出現八仙過海各顯神通的景象。這樣一種以桌面級3D打印機為主要產品類型，廣大創業者通過新型商業模式開拓3D打印應用服務市場的方式可以稱之為“草根”模式，其主要特點是：以市場需求為方向，以個人消費者為主要終端客戶，主體為中小企業。

當然，3D打印的真實面目遠不止市場上老百姓所看到的這種形式。3D打印技術是面向工業制造領域的突破性增材制造技術。3D打印技術的發展起源可追溯至70年代末到80年代初期，美國3M公司的Alan Hebert（1978）、日本的小玉秀男（1980）、美國UVP公司的Charles Hull（1982）和日本的丸谷洋二（1983）等四人各自獨立提出了這種概念。1986年，Charles Hull率先推出光固化方法（SLA，Stereo Lithography Apparatus），同年創立了世界上第一家3D打印設備的3D Systems公司。19 8 8年，美國人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克上市的3D打印設備制造企業。2012年，3D Systems公司收購Z corporation,Stratesys收購Object公司，實現了市場整合。

自工業革命以來，人類的創新進步經歷了三個階段。第一階段在18、19世紀，以企業家精神為代表的創新時代，企業家個人引領著一個時代的進步，最典型的例子是企業家約舒亞.威治伍德，他以其獨有的創新者品質，在科學和藝術之間創造了典范，引領了歐洲陶瓷業的興起和發展。第二階段是在20世紀，以大公司研發實驗室為主的技術創新引領了一代產業變革，最典型的例子是愛迪生創建的通用電器有限公司，通過組織的創新，有組織的開展研發活動，推動了一代技術和產業進步。第三階段是從20世紀末開始，網絡技術的發展促進了新技術的跨界融合和社區的發展，網絡融合創新成為時代的主流和趨勢。

從技術上看，3D打印從原型制造逐漸進入終端產品直接制造，金屬打印成為當前研究的主流技術。美國波音公司打印出了可用于商業飛機的燃料噴嘴，過去需要通過開模具、焊接將 20多個零部件進行組裝的復雜耗時的工藝過程，使用3D打印技術就可以一次成型。在國內，清華大學、華中科技大學、西安交通大學從上世紀90年代開始開展快速成型技術的研發工作，并先后成立衍生企業實現技術的產業化，在航空航天、醫療器械、汽車工業、模具行業等都實現了應用。北京航空航天大學制造出了C919大型客機機頭工程樣件所需的鈦合金主風擋窗框，使我國成為繼美國之后世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件激光快速成型技術并裝機應用的國家。這種以大學、研究所或大公司為主流技術驅動的產業模式，如果稱之為“高大上”模式的話，其特征是：以技術驅動為導向，面向工業制造和應用，推動工業技術變革。

那么，3D打印產業規模若要迅速打開，其突破口在哪里？或者說，以上兩種模式哪一種先突破？

3D打印技術區別于傳統加工技術的特征之一就是數字網絡技術在制造業中的融合，數字文件通過網絡輸入設備，即可進行加工制作，生產出任何結構的產品。當今的創新趨勢已經向我們展示，3D打印產業的發展也必將是“草根”模式和“高大上”模式的融合、互動。而實際上，市場也已經發出了這樣的信號。各大公司已經開始向個人消費者市場伸出橄欖枝，2010年，3Dsystems收購英國BFB公司，3Dsystems生產個人3D打印機CubeX和Cube。2013年，Stratasys以4.03億美元換股2.01美元期權的方式收購MakerBot，啟動消費者的熱情和創造性毫無疑問成為大公司的戰略布局。同時，材料、軟件、服務等企業都在為個人客戶和工業設備之間創造接口。未來一個大融合的模式必將促進3D打印產業井噴式的突破發展。

國內一家工業級3D打印公司的總經理介紹說，有一個消費者購買了他們的3D打印設備，回去后致力于材料的研發，結果研發的材料比公司的還要好。在世界3D打印產業大會上，一位小伙遞給筆者一張名片，上面什么單位名稱也沒有，只有一個職位“個人設計師”，希望可以幫助3D打印的客戶提供設計產品的服務。上海產業技術研究院提出“和用戶一起創新”的理念，建設了“3D打印創新中心”，通過和用戶互動，開發新材料和新機型。看來，消費者同時也是制造者是3D打印帶給我們的新型制造方式，“草根”和“高大上”融合發展的創新模式是未來的必然趨勢，并正在進行。