3D打印影响力不小 但应用与普及仍存瓶颈
- 2015-02-10 15:02:201955
2015年新年刚刚来到，在中国苏州的3D打印别墅引爆了媒体，这些别墅依据电脑设计的图纸和方案，经一台大型的3D打印机层层叠加喷吐而成。这些制造奇迹已经在发生。在不远的将来，人们将3D打印出活体组织、富含营养的食品及完全组装好的电子元件成品。3D打印开辟了新的前沿领域。
惠及各行各业魅力无限
随着技术的发展和进步，3D印刷不仅改变了很多行业的经营方式和我们生活的方方面面，而且还将触发新一轮的工业革命。这听起来似乎有些危言耸听，但以下这些事实也许会让你意识到3D印刷对企业、消费者和经济所产生的巨大影响。
1.减少环境污染
传统制造业往往是污染和浪费的代名词，而3D印刷则能有效地减少制作过程中所产生的垃圾和二氧化碳，从而给环境带来积极的影响。
2.创造新的艺术媒介
目前，选择用手工方式来进行艺术创作的人已经越来越少。而3D打印机的出现则为人们带来了一种新的现代艺术形式。比如美国艺术家约书亚·哈克就曾在2014纽约3D打印展上展出过自己的3D打印镂空雕刻系列作品。
此外，3D打印机还可以用来复制世界名品，让更多的人欣赏到艺术大家的作品。位于荷兰首都阿姆斯特丹的梵高艺术馆就与富士胶片公司合作复制了一大批梵高的画作。
3.实现教育创新
日前，3D打印机制造商Makerbot宣布推出一个名为“Makerbot学院”的计划，旨在为美国的每一所学校都提供一台3D打印机。该公司执行官布雷·佩蒂斯表示：“这将改变我们的孩子对创新和制造技术的看法。”
此外，Makerbot还计划将其创新中心逐步引入美国高校。2014年2月13日，美国个创新中心在美国纽约州立大学成立。该中心配备有30多台3D打印机和几台3D扫描仪，这为当地学生和居民接触3D打印技术开辟了一条道路。
4.实现太空打印
3D印刷技术的一项重要应用就是能够生产宇航员在太空中使用的零件及其他物品。它还有助于加快空间站的建设速度。为了解决这些问题，由一群3D打印爱好者组成的空间制造公司与美国宇航局的马歇尔航天飞行中心合作推出了一款适用于太空的3D打印机。这款打印机可以在失重的情况下生产零件，从而使宇航员在太空中的工作和生活变得更加自给自足。
值得一提的是，一位工程师还在美国宇航局的资助下设计出了一款能够打印食品的3D打印机，据说这样生产出的食物会比冻干的食品更适合宇航员食用。
5.掀起制造业革命
大批量生产对3D印刷技术来说是一项艰巨的挑战，但随着高产型打印机的涌现和技术的不断进步，3D打印机正在以下领域与传统制造技术一决高下。
食品，一切液体或粉末状的食品都可以用3D打印机来进行生产，所以印刷食品会成为将来的一个热门话题。
军队，*用品通常都是定制的，而且经常要更新换代。目前市场上已经出现了3D打印的枪支，而这项技术在军队的全面应用也只是一个时间问题。
电子，电子产品的尺寸、形状和所用材料决定了它将成为3D印刷技术容易攻下的一座城池。
玩具，家用3D打印机和开放的设计资源将改变孩子们的游戏方式。
汽车，3D印刷技术已经在汽车制造业得到了广泛应用。福特公司就宣布正在用3D印刷技术来测试零件。和小型的汽车公司也将从中受益，因为3D印刷技术可以有效提高任何一家公司生产零件的效率。
6.重塑医疗保健行业
生物印刷是3D印刷发展快的一个领域，这项技术可以通过喷墨打印机生产出活性组织。相关研究人员表示，他们已经找到了一种更有效地制造细胞的方法。这种名为“细胞块”打印的技术能将细胞的存活率从现行方法的50%~80%提高到100%。所有这些都引起了人们对3D打印复杂器官的浓厚兴趣。
7.改变家庭生活方式
每个人都希望自己的家庭生活能够变得更为便利，而家用3D打印机也在变得越来越小巧，越来越便宜。人们可以用这类打印机制作自己喜欢的珠宝、家居用品、玩具、工具和各种尺寸、形状或颜色的物品。
此外，人们还可以用3D打印机在家生产家用电器的零件，从而缩短订购和等待的周期。据市场研究公司战略分析预测，家用3D印刷市场的产值将在2030年达到700亿美元。
8.进入不发达地区
即便是基础的产品，发展中国家也往往与供应市场存在差距，但3D印刷则能将发展中国家带入到化的发展进程中来。3D印刷技术还可以通过与3D印刷研究者的合作给发展中国家带来帮助。例如，很多发展中国家对假肢的需求量很大，但又不具备独立生产的能力。一位加拿大教授借助3D打印技术发明了一种假肢，具备正常人手约80%的功能，很多乌干达的残疾人现在都享受到了这种假肢带给他们的便利。
9.影响经济
3D印刷业将对经济产生深远影响。麦肯锡研究院在其发布的一份报告中指出，3D打印将对经济产生颠覆性的影响，它将显著缩短新产品的开发周期。将有越来越多的公司在采用新技术或开发新产品的过程中重视客户的反馈和设计意见。3D印刷业也将减少新产品投入市场的成本，从而让小型企业获得更多的市场机会。
从炒概念到战略布局
“无论在中国，还是在国外，3D打印其实就是一种生产和制造工艺。”据相关人士介绍，3D打印技术目前成本依然很高，而且技术也不是特别完善，但在未来发展过程中，3D打印机、打印材料价格势必会降低。
据了解，2012年3D打印产值大概才100亿元人民币，2013年大概200亿元，2014年接近400亿。此外，中国的3D打印市场规模仅占市场份额的约10%，而美国和欧洲则各约占40%。
“2017年国内3D打印市场将突破100亿元人民币。”相关人士表示，随着我国3D打印应用的普及，今年市场份额将会出现新的变化，可能占到的15%～20%。
值得关注的是，尽管3D打印尚处于起步阶段，4D打印的概念却已经出现。相关人士预测，如何变得更加智能化，这是整个3D打印行业未来10年将面临的新命题。
“工业4.0的核心是智能制造，是将各种生产要素与资源要素集聚到以互联网和信息技术为基础的平台之上，实现各种要素的充分整合。”相关人士认为，整体看来，今天的3D打印技术还处于2.0时代，下一步发展的方向是智能制造时代，即3.0时代。
3D打印发展的误区与限制
尽管3D打印已显现出其潜在的市场价值，但若应用与普及，问题还有很多。
关于3D打印，有这样的言论，3D打印技术将全面替代传统制造技术。“这是对3D打印技术认识上的误区。”相关人士认为，技术本身决定了3D打印始终是一个小众的市场，但尽管如此，仅仅国内就蕴藏有至少万亿元的市场空间。
不过，3D打印的市场规模仍然很小，3D打印企业大都处于“小而散”的状态；应用多还停留在模型和样件层面，广大传统制造企业仍处于观望中。“产业化远未形成”、“仍然处于科普阶段”、“我们对3D打印技术的认识才刚刚开始”，这是相关人士对中国3D打印的定位。
“只要材料被突破，3D打印的技术应用也会随之突破。”业内人士表示，目前相关标准的缺失也制约着3D打印应用的普及。
“国家应该在政策层面上要加快步伐。”如果政策滞后，当然也会影响打印产品推广的速度。关于3D打印建筑，目前就没有相应的标准，而只能采用传统建筑业的标准。
例如，未来3D打印的建筑可能没有钢筋，而是用纤维材料来代替。但按照现在国家标准，不用钢筋是不被允许的。实际上，纤维材料的强度是钢筋混凝土强度的3～5倍，但仍属于不合格的建筑。
相关人士认为，过去10年间，在3D打印技术发展方面我国走了许多弯路，“由于过去技术主要集中在几所大学研究机构，相互之间不交流、不合作，不能形成合力，导致用户很难了解行业真实情况。”此外，传统的发展理念阻碍了3D打印技术的推进。“一些部门在推进3D打印技术时片面主张产业化，却忽视了应用市场的培育。”
“四处都是市场，看得见，却摸不着。”这是很多创业者的困惑。
“一项技术即使并不完全成熟，只要有好的商业模式也会取得成功，目前还缺乏这种成熟的商业模式。”业内人士表示，如果3D打印企业还是沿袭传统制造业的老路，生产设备卖设备，将风险全部转移到用户身上，这势必造成用户持续观望。在这个大背景下，这条老路明显是走不通的。