SST視角下3D打印技術(shù)的發(fā)展

趙玉群

（渤海大學(xué)政治與歷史學(xué)院，遼寧錦州121000）

SST視角下3D打印技術(shù)的發(fā)展

趙玉群

（渤海大學(xué)政治與歷史學(xué)院，遼寧錦州121000）

3D打印技術(shù)是一項新興的產(chǎn)業(yè)技術(shù)，也是一項具有遠(yuǎn)大發(fā)展前景的創(chuàng)新技術(shù)。本文從SST（技術(shù)的社會形成）視角分析3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，其中包含經(jīng)濟因素、政治因素、文化因素、法律因素等幾個方面的問題，并在SST理論支撐下探討了一系列的解決辦法，以期促進(jìn)3D打印產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

3D打印技術(shù)；SST視角；創(chuàng)新技術(shù)；持續(xù)健康

3D打印是理想走向現(xiàn)實的橋梁，也是產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新的標(biāo)志。過去我們不敢想的或者沒有條件做的事情，都可以通過3D打印來實現(xiàn)，這種技術(shù)也是現(xiàn)在比較熱門的一種技術(shù)。但是3D打印技術(shù)在中國來講處于一個剛起步的階段，很多東西需要去完善，作為一種“第三次工業(yè)革命”的產(chǎn)物，走的是數(shù)字化工業(yè)革命模式，在一定層次上可以改變我們的學(xué)習(xí)方式、通訊方式、創(chuàng)造方式，也可以改變我們的產(chǎn)品制造工藝，3D打印將會開啟一個全新的工業(yè)制造模式。

3D打印現(xiàn)在可以打印部分人體器官比如耳朵等，也可以打印飛機模型、嬰兒在體內(nèi)的模型、手槍等，它的的發(fā)展主要是在高難度、復(fù)雜的領(lǐng)域內(nèi)或者一些個性化的設(shè)計顯示出魅力，它的成長將來不可能完全替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝，我們需要做的是在SST（SocialShaping ofTechnology，中文譯為“技術(shù)的社會形成”）理論的基礎(chǔ)上，分析制約3D打印技術(shù)的發(fā)展瓶頸，尋求一種解決方式，使其能夠在未來與傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)方式得到一種互補。

一、SST理論基礎(chǔ)分析

SST是英文SocialShapingofTechnology的簡稱，又稱為技術(shù)的社會形成論，社會學(xué)家萊頓曾經(jīng)說過：“現(xiàn)在需要把技術(shù)當(dāng)做一種知識體系或一個社會系統(tǒng)，從其內(nèi)部來理解技術(shù)”。SST強調(diào)技術(shù)是由社會因素塑造的，將科學(xué)與技術(shù)看作是社會活動的領(lǐng)域，他們受社會力量的作用，并經(jīng)受社會分析。技術(shù)的發(fā)展根植于特定的社會環(huán)境，社會上不同群體的利益、文化上的選擇、價值上的取向和權(quán)力的額格局都決定著技術(shù)的軌跡和狀況。SST理論并不僅僅從技術(shù)的角度進(jìn)行研究，它將研究重點轉(zhuǎn)向技術(shù)本身之外的政治、經(jīng)濟、文化、法律等社會因素。1SST理論屬于科技創(chuàng)新理論研究，在3D打印發(fā)展的過程中涉及社會的各個方面，需要我們用SST的觀點來綜合考慮社會與3D打印技術(shù)之間的互動關(guān)系，并評估3D打印技術(shù)的發(fā)展對未來造成的影響。

二、國內(nèi)外3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國外3D打印發(fā)展現(xiàn)狀

從國際上來講，3DSystems公司是全世界最大的3D打印開發(fā)公司，該公司能夠為消費者提供最簡單、最實用的技術(shù)，主要提供3D打印機、打印耗材、打印軟件和培訓(xùn)服務(wù)。1987年該公司生產(chǎn)出第一臺基于光固化工藝的增材制造裝備SLA250，開創(chuàng)了增材制造技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元，這是世界上最先可實際應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)的3D打印設(shè)備。之后日本和德國的一些公司也先后開發(fā)了關(guān)于3D打印的新技術(shù)。2008年大批量的新產(chǎn)品紛紛問世，不但有新材料而且有新設(shè)備的出現(xiàn)，3D打印機的價格不斷下降。2011年美國實驗材料學(xué)會等部門發(fā)布了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2012年3D打印快速發(fā)展，通過主要出版物、電視節(jié)目、甚至電影的方式涌入公眾視野。從目前整個行業(yè)來講，美國處于領(lǐng)先地位，德國日本次之。

（二）國內(nèi)3D打印發(fā)展現(xiàn)狀

從國內(nèi)來講，3D打印技術(shù)屬于剛起步的階段，發(fā)展尚不成熟，代表人物有華中科技大學(xué)史玉升教授，他也被稱為“中國立體打印機第一人”，國內(nèi)最早從事3D打印技術(shù)研究的專家之一，另外還有西安交通大學(xué)盧秉恒院士、清華大學(xué)顏永年教授等，都是國內(nèi)3D打印的領(lǐng)先人物之一。經(jīng)過二十多年的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與推廣，在全國建立了二十多個增材制造服務(wù)中心，國產(chǎn)設(shè)備用戶遍布醫(yī)療、航空航天、汽車、軍工、模具、電子電器和造船等行業(yè)，推動了我國制造技術(shù)進(jìn)步和傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)升級，我國3D打印與百姓日常生活的結(jié)合方面還比較弱，科學(xué)技術(shù)的普及也不夠充分。

三、SST視角下3D打印技術(shù)發(fā)展制約因素

從目前來看，3D打印有其獨特的優(yōu)勢，但是任何技術(shù)都是一把雙刃劍，既有其優(yōu)勢，又有其不足，因此需要我們從技術(shù)的社會形成論的角度去看待3D打印技術(shù)的發(fā)展，拒絕重走技術(shù)決定論的老路。

（一）政治因素

我國3D打印還處于剛起步階段，國家也沒有制定相關(guān)的政策或者激勵措施來鼓勵3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。政府建立的3D打印產(chǎn)業(yè)的補貼制度也不完善，相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)會或者機構(gòu)也沒有制定3D打印產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）經(jīng)濟因素

3D打印產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域相對受限，市場規(guī)模小，發(fā)展不成熟，缺乏相關(guān)的投融資平臺。3D打印產(chǎn)品所需要的成本比較高，比如鈦合金等關(guān)鍵金屬材料，而3D打印機的價格也是相當(dāng)昂貴的。

（三）生產(chǎn)技術(shù)因素

3D打印可打耗材總類少，強度質(zhì)感難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，而且金屬材料打印難，產(chǎn)品的三維模型設(shè)計難以掌握，單品打印時間長，難以滿足大批量生產(chǎn)的需求。3D打印打印出的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，可用材料較少，在一定程度上阻礙了3D打印技術(shù)的發(fā)展。

（四）教育培訓(xùn)和法律因素

3D打印需要設(shè)計出三維模型，設(shè)計模型需要相關(guān)的計算機輔助軟件比如CAD制圖，但是從事3D打印產(chǎn)業(yè)的人才相對較少，需要付出相關(guān)的教育培訓(xùn)成本。另一方面，3D打印技術(shù)也會對知識產(chǎn)權(quán)造成一定的沖擊，由于其特殊的技術(shù)功能，能夠在不需要了解產(chǎn)品技術(shù)細(xì)節(jié)的前提下，憑借對產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)的描述，就能制造出相應(yīng)的產(chǎn)品，這與傳統(tǒng)的產(chǎn)品制作過程截然不同，推翻了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式，人們不禁懷疑3D打印也會像網(wǎng)絡(luò)盜版一樣，不需要經(jīng)過知識產(chǎn)權(quán)擁有方的許可就能生產(chǎn)出其產(chǎn)品，從而侵害對方包括專利權(quán)在內(nèi)的知識產(chǎn)權(quán)。

四、SST視角下3D打印技術(shù)發(fā)展對策

在技術(shù)發(fā)展過程中，社會因素的影響是不可小覷的，社會因素的作用集中表現(xiàn)在對技術(shù)開發(fā)活動的選擇、調(diào)節(jié)和支持等層面。3D打印技術(shù)的發(fā)展也處于社會領(lǐng)域的框架之內(nèi)，也受到政治、經(jīng)濟、技術(shù)、法律等因素的制約，因此，需要我們根據(jù)這些制約因素找到相關(guān)的解決辦法。

（一）政府制定相關(guān)的政策和激勵措施，鼓勵3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

鄧小平曾經(jīng)說過“科技是第一生產(chǎn)力”，科技的進(jìn)步離不開創(chuàng)新，發(fā)展創(chuàng)新國家是我國黨和政府的戰(zhàn)略基點，未來發(fā)展要從追求質(zhì)量向追求創(chuàng)新轉(zhuǎn)變，而3D打印技術(shù)正是提高創(chuàng)新能力的有力工具。

美國總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)在國會報告、政府報告、就職演說等重大場合多次倡導(dǎo)發(fā)展3D打印技術(shù)，究其原因是以政治家的眼光看到這一技術(shù)對社會發(fā)展的革新作用，這一技術(shù)不僅改變制造技術(shù)，更為重要的是改變?nèi)祟惿鐣纳詈蜕a(chǎn)方式，他認(rèn)為這一技術(shù)是美國永遠(yuǎn)傲立世界之巔的又一希望。

我國3D打印產(chǎn)業(yè)處于剛起步的階段，政府的重視程度可能還不夠，但是應(yīng)該清楚地認(rèn)識到這一技術(shù)給整個社會帶來的影響力，從而制定出相關(guān)的政策和激勵措施，在技術(shù)不斷成熟的同時，逐步地完善相關(guān)的政策，鼓勵3D打印技術(shù)更好更快地前進(jìn)。

（二）以市場為導(dǎo)向，擴展3D打印應(yīng)用領(lǐng)域

3D打印產(chǎn)業(yè)在中國有著巨大的市場和廣闊的發(fā)展前景，目前應(yīng)用熱門領(lǐng)域主要有工業(yè)制造、生物制造、醫(yī)療、航空航天等。在工業(yè)制造領(lǐng)域，多用于汽車、飛機模型設(shè)計，打印設(shè)計一些重要的零部件，在一定程度上節(jié)省了時間成本，提高了設(shè)計師的工作效率。英國布里斯托爾的科學(xué)家在電腦上設(shè)計出自行車后使用3D打印機打印出一輛可供真人騎乘的自行車，采用尼龍材料制作，其堅固程度堪比鋼鋁材料，但重量卻比之輕65%，打印過程就是把融化的尼龍粉堆積，最后堆砌成一輛自行車。在生物制造和醫(yī)療領(lǐng)域，研究人員可以根據(jù)人體干細(xì)胞進(jìn)行培育，然后打印出人體器官比如耳朵，荷蘭在2011年成功完成了世界上首例由3D打印技術(shù)制作的人工下頜骨移植手術(shù)。德國弗朗霍夫研究所的科學(xué)家們運用化合高分子材料并結(jié)合能夠有效抵抗排異反應(yīng)的生物分子制作出了一種特殊的“印刷墨水”，其印制出來的物質(zhì)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后能夠形成一種有彈性的固體，方便科學(xué)家根據(jù)人類血管構(gòu)造將其雕塑成3D人造血管。在航空航天領(lǐng)域，主要用于高精細(xì)重要零部件的打印，也可用于無人機的制作。美國弗吉尼亞大學(xué)工程系的研究人員就曾經(jīng)利用3D打印技術(shù)打印出了一架無人機。

3D打印技術(shù)的應(yīng)用很廣泛，隨著技術(shù)的不斷成熟，將來在日常生活中隨處可見，比如我們可以用3D食物打印機打印出巧克力，可以用桌面級打印機打印出個性化的小物品，天馬行空，任何領(lǐng)域都可觸及到。

（三）完善相關(guān)的法律法規(guī)，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)

未來3D打印的發(fā)展需要法律進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)人們的知識產(chǎn)權(quán)。3D打印技術(shù)使制造業(yè)的模仿者和創(chuàng)新者都能夠在市場上快速推出自己的新產(chǎn)品。通過三維制作出來的一把個性化吉他，如果沒有法律法規(guī)進(jìn)行約束，那么這個吉他的制作圖紙有可能流傳到網(wǎng)上，人們完全可以自己下載圖紙，利用3D打印技術(shù)“打印”出這把“個性化吉他”，而發(fā)明這把吉他的所有者在此過程中利益將會受到很大損害。如果有專門的3D打印產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)法，便可以避免類似情況的發(fā)生，法律法規(guī)的完善也是規(guī)范3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一種手段。

每種技術(shù)的背后都有各種社會因素去支撐它的發(fā)展，正是技術(shù)與社會的互補關(guān)系，才成就了先進(jìn)的技術(shù)和當(dāng)今的社會。通過技術(shù)的社會形成（SST）的視角來看待3D打印技術(shù)的發(fā)展，認(rèn)識該技術(shù)背后的利弊，取長補短，去粗取精，去偽存真，采取一系列的方式和手段促進(jìn)3D打印技術(shù)的迅速發(fā)展，這種發(fā)展不能摒棄傳統(tǒng)制造工藝，因為有些技術(shù)是不能被3D打印技術(shù)所取代的，發(fā)展目的是促成3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造工藝形成互補，共同前進(jìn)。

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TP

A

1673-0046（2015）7-0166-03

本文為“遼寧省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的社會支持研究”基金項目，項目編號JG13DB165