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3D打印未来是真相还是神话
发表时间:2015-12-28 14:07来源:《装备制造》 字体:[][][] [打印] [关闭]

    制造业的革新与升级是一项漫长且复杂的工程,如果认为单靠3D打印就能带来第三次工业革命,显然有些过于乐观了。但是3D打印一定是推动第三次工业革命发生与前进的技术之一。

记者 韦仁

从1986年首台3D打印机诞生算起,3D打印技术已有近三十年历史。但直到2012年,属于它的春天才姗姗来迟。这一年4月,英国《经济学人》杂志发表封面文章,指出“第三次工业革命”的五大要素,3D打印位列其中,与智能软件、新材料、机器人和基于互联网的商业服务模式并肩而立。在此后,《福布斯》、《纽约时报》、《连线》等诸多西方主流媒体都先后在头版刊文,集体看好3D打印。

作为制造业大国的中国也不甘落后,不久前国务院总理李克强主持国务院专题讲座,讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。李克强指出,以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式,正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术,实现了制造从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,具有重大价值。

3D打印其实已经不算一个新事物,它的概念源于19世纪末的美国——甚至比互联网还早。3D打印在20世纪80年开始发展,1986年首台3D打印机诞生,到最近两年,由于互联网的推动,使得3D打印的“软件核心”——“数字模型”得以高速发展。再加上劳动生产力进步和技术的革新,使得3D打印的机的成本不断下降,3D打印的“硬件基础”也业已成型,3D打印的黄金时代正式到来。

3D打印又被称为“增材制造”,是一种快速成型技术。与传统加工方式不同,它通过分层制造、逐层叠加的方式生产产品,特点是不需要模具,可以加工结构非常复杂的产品。简单地说,用户只需要通过CAD设计一个3D模型,并选择合适的材料,就能打印任何形状的物体。

高度的可定制性让3D打印拥有了许多优势。只需一份图纸,它就能够迅速生产模型或原型产品,在工业设计领域用途广泛。而由于3D打印的产品无需开模、切割、焊接等传统工艺的加工,成本也大大降低。

“3d打印是馅饼,不是陷阱。”这是中国工程院院士卢秉恒对3D打印未来发展的巧妙比喻。在他看来,3d打印目前正在从起步期过渡到发展期。该技术在中国进行产业化后,传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链的组合,都可能面临深度调整。

两年前,曾有人问,3d打印技术能否推动第三次工业革命。“我当时觉得要慎重。”卢秉恒回忆说,“但现在往回看,3d打印对各种产品的整体设计产生如此巨大的影响,有可能就是推动第三次工业革命的契机,是最符合德国工业4.0理念的一项技术。”

可以肯定的是,3D打印技术对未来产业发展的影响难以估量。仅以中国市场为例,预计未来3年内,市场份额将从10亿元人民币增至百亿。这还仅仅是3D打印机产业本身的估值,其中并未包括附加的服务价值。比如,利用3D生物打印技术打印出来的器官如心脏和肝等,器官移植后让生命得以延续,这其中的附加价值难以用金钱衡量。此外,3D打印采用“加式制造”方式(即利用逐层增加材料的方式生产各种产品),不会产生废料,因而,所需原材料只有传统生产方式的10%,能源消耗也低于传统方式。这种特殊的生产方式在降低成本的同时,很有可能改变人们的就业和创业方式,从而催生在家办公,个性化定制等。

目前,3D打印技术囿于材料的特殊性和价格昂贵,远不能替代传统的制造业。当然,一项新技术的发展和成熟,需要一个相对漫长的过程。对于新兴的3D打印技术,人们也不能期待一夜出现奇迹。至于它能否对人类生产和生活带来深刻的影响,这还需要市场说了算。

如今许多企业开始利用3D打印技术提高生产力,其中有着几个业界巨头的身影:通用电气(GE)用3D打印制造喷气式引擎、医疗器材和家用电器零件, 洛克希德·马丁(Lockheed Martin)和波音(Boeing)将其用于航空航天与国防,极光飞行科学公司(Aurora Flight Sciences)运用3D打印制造无人飞行器,隐适美(Invisalign)用于口腔设备生产,谷歌用其制造消费性电子产品,荷兰公司 LUXeXcel将其用于LED灯透镜。有鉴于此,麦肯锡最近发布报告称,3D打印“即将从狭窄的利基市场冉冉上升,在越来越多的方面成为传统制造业的一 个可行替代选项”。

“让抽象变成现实,让世界更加精彩”,3D打印技术正以其技术的独特性、创造性改变着人们固有的思维习性、行为方式和行动结果。因此,3D打印技术正在全球范围内受到人们尤其是经济、技术发达国家和地区的人们的高度关注。正在创造性地构建世界第一、第二大经济体国家新型大国关系的中美两国元首习近平主席和奥巴马总统近期都在不同场合对3D打印技术的发展表示出极大的关注。中美两国也都成功地将3D打印技术引入到本国尖端工业的发展之中,正在为国家的尖端建设创造出前无古人的业绩。

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责任编辑: 赵丹