文 李小麗

3D打印被公認為是第三次工業(yè)革命的關鍵技術之一。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)品和服務市場增長34.9%，達到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)實現(xiàn)產(chǎn)值將達到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，能讓個人消費者直觀體驗的是桌面級個人3D打印機。這類打印機以熔融沉積建模（FDM）技術為主，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構。1992年，F(xiàn)DM技術由Scotte Crump發(fā)明，并經(jīng)Stratasys公司授權開發(fā)出第一臺商業(yè)機型3D-Modeler。2004年，英國巴思大學Adrian Bowyer博士創(chuàng)建RepRap項目，以開源和自我復制的方式來建造3D打印機，2006年，美國康奈爾大學FaB@Home項目發(fā)布開源3D打印機版本Beta version 0.17a，至此，3D打印機開始進入個人視野。2009年，Stratasys公司的FDM專利項目到期，RepRap第一臺3D打印機以組建的方式商業(yè)供貨，以FDM為主流技術的個人電腦開始蓬勃發(fā)展，最便宜的FDM打印機的價格從上千美元下降到300美元。國內(nèi)個人3D打印機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實像；閃鑄科技創(chuàng)造了消費者變成經(jīng)營者的模式，追求自己在市場上的獨特優(yōu)勢；北京太爾時代有限公司轉(zhuǎn)向桌面3D打印機細分市場的，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打印應用服務市場的方式可以稱之為“草根”模式，其主要特點是：以市場需求為方向，以個人消費者為主要終端客戶，主體為中小企業(yè)。

當然，3D打印的真實面目遠不止市場上老百姓所看到的這種形式。3D打印技術是面向工業(yè)制造領域的突破性增材制造技術。3D打印技術的發(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克上市的3D打印設備制造企業(yè)。2012年，3D Systems公司收購Z corporation,Stratesys收購Object公司，實現(xiàn)了市場整合。

自工業(yè)革命以來，人類的創(chuàng)新進步經(jīng)歷了三個階段。第一階段在18、19世紀，以企業(yè)家精神為代表的創(chuàng)新時代，企業(yè)家個人引領著一個時代的進步，最典型的例子是企業(yè)家約舒亞.威治伍德，他以其獨有的創(chuàng)新者品質(zhì)，在科學和藝術之間創(chuàng)造了典范，引領了歐洲陶瓷業(yè)的興起和發(fā)展。第二階段是在20世紀，以大公司研發(fā)實驗室為主的技術創(chuàng)新引領了一代產(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，推動了一代技術和產(chǎn)業(yè)進步。第三階段是從20世紀末開始，網(wǎng)絡技術的發(fā)展促進了新技術的跨界融合和社區(qū)的發(fā)展，網(wǎng)絡融合創(chuàng)新成為時代的主流和趨勢。

從技術上看，3D打印從原型制造逐漸進入終端產(chǎn)品直接制造，金屬打印成為當前研究的主流技術。美國波音公司打印出了可用于商業(yè)飛機的燃料噴嘴，過去需要通過開模具、焊接將 20多個零部件進行組裝的復雜耗時的工藝過程，使用3D打印技術就可以一次成型。在國內(nèi)，清華大學、華中科技大學、西安交通大學從上世紀90年代開始開展快速成型技術的研發(fā)工作，并先后成立衍生企業(yè)實現(xiàn)技術的產(chǎn)業(yè)化，在航空航天、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)、模具行業(yè)等都實現(xiàn)了應用。北京航空航天大學制造出了C919大型客機機頭工程樣件所需的鈦合金主風擋窗框，使我國成為繼美國之后世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件激光快速成型技術并裝機應用的國家。這種以大學、研究所或大公司為主流技術驅(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：以技術驅(qū)動為導向，面向工業(yè)制造和應用，推動工業(yè)技術變革。

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打印技術區(qū)別于傳統(tǒng)加工技術的特征之一就是數(shù)字網(wǎng)絡技術在制造業(yè)中的融合，數(shù)字文件通過網(wǎng)絡輸入設備，即可進行加工制作，生產(chǎn)出任何結構的產(chǎn)品。當今的創(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CubeX和Cube。2013年，Stratasys以4.03億美元換股2.01美元期權的方式收購MakerBot，啟動消費者的熱情和創(chuàng)造性毫無疑問成為大公司的戰(zhàn)略布局。同時，材料、軟件、服務等企業(yè)都在為個人客戶和工業(yè)設備之間創(chuàng)造接口。未來一個大融合的模式必將促進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，有一個消費者購買了他們的3D打印設備，回去后致力于材料的研發(fā)，結果研發(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“個人設計師”，希望可以幫助3D打印的客戶提供設計產(chǎn)品的服務。上海產(chǎn)業(yè)技術研究院提出“和用戶一起創(chuàng)新”的理念，建設了“3D打印創(chuàng)新中心”，通過和用戶互動，開發(fā)新材料和新機型?？磥?，消費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，并正在進行。