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(jù)Wohlers Associates稱，2013年全球3D打印產(chǎn)品和服務(wù)市場增長34.9%，達(dá)到30.7億美元，未來五年該行業(yè)仍將以20%的速度增長，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，這個規(guī)模仍不及一個跨國公司的年度產(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打印大會上熱議的話題。

近兩年來，人們對3D打印的真實(shí)接觸來自于連續(xù)舉辦的各類3D打印展覽會。在展覽會上，能讓個人消費(fèi)者直觀體驗(yàn)的是桌面級個人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)出第一臺商業(yè)機(jī)型3D-Modeler。2004年，英國巴思大學(xué)Adrian Bowyer博士創(chuàng)建RepRap項目，以開源和自我復(fù)制的方式來建造3D打印機(jī)，2006年，美國康奈爾大學(xué)FaB@Home項目發(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)入個人視野。2009年，Stratasys公司的FDM專利項目到期，RepRap第一臺3D打印機(jī)以組建的方式商業(yè)供貨，以FDM為主流技術(shù)的個人電腦開始蓬勃發(fā)展，最便宜的FDM打印機(jī)的價格從上千美元下降到300美元。國內(nèi)個人3D打印機(jī)市場在這一時間開始興起和發(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照片就可打印有個性的3D實(shí)像；閃鑄科技創(chuàng)造了消費(fèi)者變成經(jīng)營者的模式，追求自己在市場上的獨(dú)特優(yōu)勢；北京太爾時代有限公司轉(zhuǎn)向桌面3D打印機(jī)細(xì)分市場的，其UP!系列成為國際上三大品牌之一。國內(nèi)個人3D打印市場出現(xiàn)八仙過海各顯神通的景象。這樣一種以桌面級3D打印機(jī)為主要產(chǎn)品類型，廣大創(chuàng)業(yè)者通過新型商業(yè)模式開拓3D打印應(yīng)用服務(wù)市場的方式可以稱之為“草根”模式，其主要特點(diǎn)是：以市場需求為方向，以個人消費(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(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Z corporation,Stratesys收購Object公司，實(shí)現(xiàn)了市場整合。

自工業(yè)革命以來，人類的創(chuàng)新進(jìn)步經(jīng)歷了三個階段。第一階段在18、19世紀(jì)，以企業(yè)家精神為代表的創(chuàng)新時代，企業(yè)家個人引領(lǐng)著一個時代的進(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，通過組織的創(chuàng)新，有組織的開展研發(fā)活動，推動了一代技術(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)新成為時代的主流和趨勢。

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)。美國波音公司打印出了可用于商業(yè)飛機(jī)的燃料噴嘴，過去需要通過開模具、焊接將 20多個零部件進(jìn)行組裝的復(fù)雜耗時的工藝過程，使用3D打印技術(shù)就可以一次成型。在國內(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，使我國成為繼美國之后世界上第二個掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成型技術(shù)并裝機(jī)應(yīng)用的國家。這種以大學(xué)、研究所或大公司為主流技術(shù)驅(qū)動的產(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)動為導(dǎo)向，面向工業(yè)制造和應(yīng)用，推動工業(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，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。而實(shí)際上，市場也已經(jīng)發(fā)出了這樣的信號。各大公司已經(jīng)開始向個人消費(fèi)者市場伸出橄欖枝，2010年，3Dsystems收購英國BFB公司，3Dsystems生產(chǎn)個人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MakerBot，啟動消費(fèi)者的熱情和創(chuàng)造性毫無疑問成為大公司的戰(zhàn)略布局。同時，材料、軟件、服務(wù)等企業(yè)都在為個人客戶和工業(yè)設(shè)備之間創(chuàng)造接口。未來一個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。

國內(nèi)一家工業(yè)級3D打印公司的總經(jīng)理介紹說，有一個消費(fèi)者購買了他們的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(shè)計師”，希望可以幫助3D打印的客戶提供設(shè)計產(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”，通過和用戶互動，開發(fā)新材料和新機(jī)型。看來，消費(fèi)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(fā)展的創(chuàng)新模式是未來的必然趨勢，并正在進(jìn)行。