增材製造技術(俗稱3D打印)並非新鮮的技術，在上世紀80年代就得到了發展和推廣，而在近兩(liang) 三年卻受到了包括美國、中國等國家的高度重視。為(wei) 什麽(me) 時隔30年之後3D打印突然變得火熱？它能解決(jue) 什麽(me) 問題？有沒有產(chan) 業(ye) 化的基礎？

　　6月26日，工業(ye) 和信息化部部長苗圩在“新工業(ye) 革命與(yu) 增材製造國際研討會(hui) ”上談到，今天3D打印已經形成比較完整的技術體(ti) 係，應用範圍不斷拓展，產(chan) 業(ye) 鏈初步形成，市場規模快速增長。科技部部長萬(wan) 鋼認為(wei) ，由於(yu) 3D打印在複雜化結構零部件加工、個(ge) 性化定製等方麵具有獨特技術優(you) 勢，其在航空航天、汽車、電子等領域將具有相當廣闊的應用前景。

　　信息技術驅動3D打印

　　在二三十年前，3D打印技術就已經能用樹脂或膠等材料製作產(chan) 品。近幾年，由於(yu) 3D打印可處理的材料範圍擴大到了金屬材料，而且成功地將幾十年前就有的工藝技術重新組合利用，例如結合信息技術，使用激光和電子束進行表麵工程和增材製造。此外，由於(yu) 激光和電子槍等關(guan) 鍵元器件品質不斷提高等原因，使得3D打印技術更加成熟。而美國總統奧巴馬振興(xing) 美國製造的新舉(ju) 動——成立3D打印創新研究院，則推動3D打印立馬在全球“火”了起來。

　　北京航空製造工程研究所總工程師李誌強告訴《中國電子報》記者，3D打印技術具備諸多優(you) 點：第一是直接，從(cong) 材料最簡單原始的形態到直接成形，跨越了傳(chuan) 統工藝的鍛造、焊接、粗加工等環節；第二是快速，減少了物流環節，製造周期縮短；第三是綠色，少了中間環節之後，基礎零件不用再被反複冷卻，降低了能耗；第四是柔性，可以發揮想象力設計出任意的文件；第五是賦予了傳(chuan) 統製造業(ye) 變革的可能性，影響傳(chuan) 統的流水線和大工廠生產(chan) 模式，形成網絡化生產(chan) 。

　　李誌強認為(wei) ，3D打印之所以突破瓶頸得以快速發展，主要驅動力是信息技術，而不是工藝技術，數據處理能力的急速提升是很重要的因素。Materilise公司執行副總裁巴特先生舉(ju) 了一個(ge) 例子，打印一個(ge) 20厘米長的鉛筆盒，可能會(hui) 需要2G到3G的數據，這就需要在打印的同時，在極短的時間內(nei) 通過多重軟件工序，處理掉這麽(me) 龐大的數據。

　　中國工程院院士盧秉恒向記者透露了3D打印技術發展的路線圖：從(cong) 3D打印發展到4D打印，再發展到5D打印。4D打印是通過智能材料打印成一個(ge) 結構，在溫度、環境發生變化以後，這種材料可以發生變形，變成在工作狀態下需要的結構。5D打印是指細胞打印，活體(ti) 器官以“打印”的方式，通過生長因子，由幹細胞繁殖變成母體(ti) 。

　　但是眼下，3D打印發展到今天，本身還存在不少發展瓶頸。

李誌強表示，首先是沒辦法保證零件是合格的。高端的零件沒有打印標準，需要大量數據的積累、檢測，快速形成過程中產(chan) 生的一些微小的缺陷找不出來。其次是無法保證連續熔化形成的組織的強度是穩定和足夠的。現在3D打印出來的絕大多數組織還需要精加工、再加固，不是最終成型產(chan) 品。最後是成本，現在基礎零件增材製造的成本較高，不過這個(ge) 需要看具體(ti) 的應用領域。例如製造飛機部件，3D打印更加經濟，而對於(yu) 多數普通產(chan) 品的大規模生產(chan) ，傳(chuan) 統製造方法仍然優(you) 勢更多。

　　中國市場增長最快

　　記者在同時舉(ju) 行的3D打印展會(hui) 上看到，來自3D打印上下遊相關(guan) 的研發企業(ye) 、軟件設計企業(ye) 、製粉企業(ye) 、設備提供商、服務商等展示了各自的產(chan) 品和服務案例，既有側(ce) 重於(yu) 使用樹脂、塑料等材料的3D打印企業(ye) ，也有金屬3D打印企業(ye) ，既有偏重工藝品、金屬零部件應用的3D打印企業(ye) ，也有偏重打印牙齒、接骨板等醫療應用的3D打印企業(ye) ，從(cong) 純樹脂材料到樹脂與(yu) 金屬材料結合，再到純金屬材料的打印產(chan) 品，均有所展現。

　　北京太爾時代科技有限公司總裁郭戈告訴記者，工業(ye) 領域一直是3D打印技術最早最重要的應用領域，從(cong) 產(chan) 品的外形設計到複雜的基礎零件的直接製造，很多地方都已經用到了3D打印技術。隨著3D打印技術的發展，各個(ge) 民用領域也開始使用這個(ge) 技術，比如醫療領域，可以用3D打印技術製造患者的組織器官模型，幫助醫生做手術規範；比如時尚領域，越來越多的設計師開始使用3D打印技術製造與(yu) 眾(zhong) 不同的時尚產(chan) 品，像比基尼、高跟鞋，甚至是整套的服裝。

　　3D打印的產(chan) 業(ye) 化最早出現在工業(ye) 設計、牙科和醫療、航空航天、汽車等領域。世界知名的3D打印公司，多數都有打印牙齒、骨骼或是輔助臨(lin) 床醫療等類型的製造業(ye) 務，例如美國的Stratasys公司，比利時的Materilise公司等。

　　3D打印在醫療領域起到了不可估量的作用，可以更好地實現個(ge) 體(ti) 化、精準化、微創化和遠程化的治療。上海交通大學數字醫學教育部工程研究中心的王成燾教授給記者舉(ju) 了個(ge) 例子：曾經有1個(ge) 女患者左腿嚴(yan) 重畸形，運用常規的醫療手段無法為(wei) 她實施矯正手術。醫院方麵根據實際情況使用了3D圖像和打印技術，打印出1∶1的腿部模型供醫生研究，從(cong) 而製定手術方案。手術1個(ge) 月後，該患者就能下地走路。這種特定醫療案例還有很多，“3D打印技術在醫學界給患者帶來了更大的收益。”他說。

　　市場對於(yu) 3D打印的未來似乎非常看好。據預測，到2025年，3D打印技術潛在的經濟影響將達到2300億(yi) 美元~2500億(yi) 美元。中國電子信息產(chan) 業(ye) 發展研究院副院長楊拴昌表示，雖然2012年全球3D打印的產(chan) 值隻有22.04億(yi) 美元，但是過去3年，3D打印的市場規模年均增速超過了25%，而且可能會(hui) 迎來幾何級的爆發性增長。其中中國國內(nei) ，大約產(chan) 生了5億(yi) 元人民幣的銷售收入。中國市場是外企非常看好的市場。Stratasys公司亞(ya) 太與(yu) 日本地區總經理Jonathan Jaglom向記者透露，中國將是3D打印很重要的市場，而且這個(ge) 想法在不斷被證實是正確的。Stratasys公司在全球73個(ge) 國家都有3D打印產(chan) 品的銷售，而中國市場是這73個(ge) 國家市場裏麵增長最快的一個(ge) 。

　　尚不能大規模生產(chan)

　　不過，和市場對3D打印火熱的關(guan) 注相比，不得不說的是目前的3D打印還在幼稚期。萬(wan) 鋼認為(wei) ，3D打印還處於(yu) 初始發展期，涉及到的軟件、服務等若幹關(guan) 鍵技術還有待攻克。

　　對於(yu) 3D打印，爭(zheng) 議比較多的是它是否會(hui) 引起生產(chan) 模式的變化。比如一件複雜產(chan) 品的設計變成了數據模型，工藝由打印機完成，普通大眾(zhong) 不用學習(xi) 傳(chuan) 統的複雜製造工藝，隻需要操作電腦就可以生產(chan) 出產(chan) 品，這樣大工廠的流水線生產(chan) 模式可能又能回歸到原始的家庭作坊。對此，巴特指出，3D打印可以生產(chan) 的產(chan) 品實際上還是受限製的，達不到大規模生產(chan) 的地步，後者仍需要通過傳(chuan) 統的集中生產(chan) 來進行。但是，對一些使用比較少的部件，3D打印應該是一個(ge) 比較好的方式。

　　3D打印所起到的作用更多的是個(ge) 性化生產(chan) ，而不是大規模製造。“千萬(wan) 不要有3D打印的出現，就有否定傳(chuan) 統的製造工藝的想法。對於(yu) 大規模製造而言，鑄造鍛造都不可替代，成本上競爭(zheng) 不過，質量上、穩定性上更不用說，所以在現階段，3D打印是在某些特定情況下使用。”李誌強坦言。

　　李誌強認為(wei) ，發展3D打印技術需要注重全產(chan) 業(ye) 鏈的協調發展，首先是材料的問題必須同步或是提前解決(jue) ，其次是裝備，例如激光器、電子槍的性能還不是很高，設備也不夠智能化，對軌跡的控製、熔化的控製還不是那麽(me) 準確，最後是國產(chan) 的處理數據的軟件也存在或多或少的缺陷。

　　當前，3D打印處於(yu) 研究開發和產(chan) 業(ye) 化發展並行階段。楊拴昌建議，推動3D打印快速發展，一是需要加強頂層設計和宏觀引導，製定技術路線圖，明確產(chan) 業(ye) 發展規劃；二是將之納入戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 、國家科技重大專(zhuan) 項，加快發展；三是凝聚行業(ye) 力量推進政策和標準製定；四是加強地方引導，希望地方政府能夠明確發展重點，避免盲目發展和重複建設。