宗貴升：未來(lái)的3D打印不會(huì)是今天的3D打印

2016年，3D打印因其可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀制造、數(shù)字化零件庫(kù)存、按需制造、即刻制造、分布式制造、大批定制及提升資源利用效率等優(yōu)勢(shì)更加吸引了全世界的目光，入行企業(yè)快速增加，技術(shù)開(kāi)發(fā)投入也加大。行業(yè)預(yù)計(jì)2016年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模將超70億美元，并預(yù)測(cè)2017、2018年將分別增至125億美元和200億美元，發(fā)展迅猛。

相較技術(shù)與業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)，政府和媒體的關(guān)注度更加大幅提升，甚至有些過(guò)熱。而事實(shí)上，我們要理性地看待3D打印的發(fā)展，它并不是神器，仍有很多需要改進(jìn)之處；更不是泡沫，應(yīng)該引起多方關(guān)注。在火爆之余，3D打印的產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路到底該如何才能走得更穩(wěn)健、更長(zhǎng)遠(yuǎn)？這應(yīng)該是業(yè)界需要共同思考的問(wèn)題。

年末通常是盤點(diǎn)的時(shí)候�；仡�2016年，全球3D打印行業(yè)在各方面都有新的改變，雖然全球各地的市場(chǎng)表現(xiàn)不同，但整體趨勢(shì)向好。


技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)

3D打印技術(shù)領(lǐng)域獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外原創(chuàng)新技術(shù)百花齊放：

XJET公司推出革命性的新型金屬3D打印技術(shù)，將液態(tài)金屬包裹在一個(gè)管子里并插入3D打印機(jī)，打印時(shí)噴射成型。其獨(dú)特的支撐材料無(wú)需借助任何外力即可通過(guò)專門的技術(shù)融化去除，顯著減少浪費(fèi)，降低成本。

波音下屬的HRL實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出的光固化3D打印陶瓷技術(shù)可耐1400度高溫，可兼容于光固化/3D打印的樹脂，在3D打印后經(jīng)過(guò)后處理可以生成任意形狀的致密陶瓷部件，強(qiáng)度高，抗高溫。

美國(guó)ContinuousComposites公司開(kāi)發(fā)出能夠快速打印多種纖維材料的連續(xù)規(guī)�；�制造3D打印設(shè)備（CSM，Continuous Scaled Manufacturing）。該設(shè)備能夠使用16種不同材料的擠出頭同時(shí)打印多種纖維材料并制造出成品部件，而且打印速度可達(dá)90英寸/分。

NASA使用“氣溶膠噴射打印”直接制造電子元件。整個(gè)過(guò)程使用載氣和打印頭共同將金屬顆粒的氣溶膠沉積到打印床表面�？杉嫒葶y、金、鉑、鋁等金屬材料，可沉積聚合物和其它絕緣體。該技術(shù)可以成為太空和地球上許多應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案，非常適合制造高性能電子元件，尤其適于制造NASA的探測(cè)器組件，不僅體積更小巧，而且布局更密集�！　�

國(guó)內(nèi)的華中科大張海鷗教授團(tuán)隊(duì)研制出微鑄鍛同步復(fù)合設(shè)備，其將金屬鑄造、鍛壓技術(shù)合二為一，實(shí)現(xiàn)了微型邊鑄邊鍛的顛覆性原始創(chuàng)新，大幅提高了制件的強(qiáng)度和韌性，及構(gòu)件的疲勞壽命和可靠性。

北京三帝科技隆源成型公司也在等減增材一體化制造新技術(shù)上深入研究，取得了階段性成果，并已經(jīng)申報(bào)了多項(xiàng)發(fā)明專利。

深圳七號(hào)科技公司自主研發(fā)的低成本桌面全彩色FDM打印技術(shù)，已獲得國(guó)內(nèi)首個(gè)全彩桌面FDM 3D打印機(jī)發(fā)明專利。

3D打印開(kāi)辟了新材料開(kāi)發(fā)的新手段，例如無(wú)需復(fù)雜的熔煉設(shè)備和很多的能源消耗，就可達(dá)到幾千攝氏度的高溫來(lái)打印出超高強(qiáng)度、超高耐溫、超高韌性、超高抗蝕的優(yōu)異的合金材料。同時(shí)，也可進(jìn)一步通過(guò)細(xì)胞打印、器官再創(chuàng)等來(lái)支撐生命科學(xué)的高速發(fā)展。


· 產(chǎn)業(yè)鏈初具雛形從3D打印產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成來(lái)看，其上游包括精密機(jī)械、數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)等，中游包括3D打印設(shè)備及打印材料，下游主要為三維模型設(shè)計(jì)服務(wù)、打印服務(wù)及打印產(chǎn)品應(yīng)用等。3D 打印產(chǎn)業(yè)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，重點(diǎn)體現(xiàn)在新材料開(kāi)發(fā)、帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)�；�礎(chǔ)材料為 3D打印原材料提供支持，模型軟件則服務(wù)于打印設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。方案提供商將 3D打印應(yīng)用于工業(yè)制造、醫(yī)療器械、教育、文創(chuàng)等不同領(lǐng)域。

隨著中國(guó)制造2025的貫徹實(shí)施，智能制造各領(lǐng)域的技術(shù)路線圖和重點(diǎn)工程、重點(diǎn)項(xiàng)目的相繼推出，國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了加速發(fā)展的契機(jī)。我國(guó)已可用自主研發(fā)的3D打印機(jī)制造飛機(jī)大型承力件，處于國(guó)際同領(lǐng)域領(lǐng)先地位；理論研究方面，我國(guó)關(guān)于3D打印的論文和專利申請(qǐng)數(shù)量位居世界第二；應(yīng)用方面，我國(guó)工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備裝機(jī)量位于世界第四�？傮w來(lái)看，我國(guó)的3D打印產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，定制化、個(gè)性化需求，市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，國(guó)家政策層面的推動(dòng)及3D打印在航空航天、汽車、鑄造、醫(yī)療、專業(yè)設(shè)計(jì)、民用等多領(lǐng)域的應(yīng)用成為行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力。但3D打印行業(yè)目前在成型材料的設(shè)計(jì)和制造方面仍很缺乏，同時(shí)還面臨著打印參數(shù)包、軟件及設(shè)備核心部件等發(fā)展瓶頸，仍需基礎(chǔ)研究來(lái)解決。


· 展望未來(lái)發(fā)展
從市場(chǎng)來(lái)看，就如計(jì)算機(jī)剛開(kāi)始主要用于工業(yè)控制一樣，3D打印初始也是用于工業(yè)的工控機(jī)；然后成為工程師、設(shè)計(jì)師等專業(yè)人士的模型設(shè)計(jì)工具；接下來(lái)就開(kāi)始進(jìn)入教育市場(chǎng)，從教育模型制造，到教育孩子如何創(chuàng)造，成為創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的萌芽；隨后便會(huì)進(jìn)入家庭，但需找到相應(yīng)的應(yīng)用，在人性化方面也要做到最優(yōu)化。

從技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化來(lái)看，在需求的驅(qū)動(dòng)下，3D打印將逐步趨向于專用3D打印機(jī)、配套專用材料、工業(yè)化3D打印機(jī)、機(jī)器人、閉路控制3D打印機(jī)、檢測(cè)手段及標(biāo)準(zhǔn)、等加減綜合法制造、桌面彩色3D打印機(jī)及材料、云制造服務(wù)平臺(tái)等方向。3D打印也逐步在從專業(yè)化走向社會(huì)化，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工具，走向批量生產(chǎn)制造的手段；從控形制造走向控形控性，對(duì)打印產(chǎn)品的性能提要求；從3D打印到4D打印（智能材料），再到5D打印，例如人體的活性器官可以用3D打印來(lái)快速定制。

作為智能制造的核心技術(shù)之一，3D打印相較傳統(tǒng)制造來(lái)說(shuō)是一個(gè)有效的補(bǔ)充工具。如果改變規(guī)則、要求和目標(biāo)，將3D打印與傳統(tǒng)制造結(jié)合、增量發(fā)展，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，找準(zhǔn)市場(chǎng)需求，真正將其應(yīng)用并產(chǎn)業(yè)化， 3D打印將帶來(lái)設(shè)計(jì)、制造的新紀(jì)元，在為傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力與動(dòng)力的同時(shí)，自身也能獲得更大的發(fā)展空間。如何將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)融合，形成先進(jìn)的集成制造系統(tǒng)，還有很長(zhǎng)路要走，只有實(shí)現(xiàn)了這一步，增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模才能上去。產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化是個(gè)路子。

整體來(lái)看，3D打印將促進(jìn)我國(guó)制造技術(shù)和裝備的升級(jí)，帶動(dòng)整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)能級(jí)提升，帶動(dòng)上游、中游及下游產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)航空航天制造、汽車制造、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意、個(gè)性化定制等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成巨大且持續(xù)增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)�？偭俊Ｖ�2020年，預(yù)期全國(guó)相關(guān)增材制造產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約5000億元。3D打印將成為信息、生命、生物、材料、環(huán)境、納米、核能等新興產(chǎn)業(yè)和高科技發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)技術(shù)之一，為我國(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

但目前國(guó)內(nèi)的3D打印工業(yè)化程度較低，應(yīng)用星星點(diǎn)點(diǎn)，產(chǎn)學(xué)研投入分散且不專注，缺乏產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。安徽繁昌3D打印產(chǎn)業(yè)園為改變這種現(xiàn)狀開(kāi)了個(gè)好頭，用優(yōu)惠政策和市場(chǎng)吸引了三十多家3D打印企業(yè)，形成了產(chǎn)業(yè)聚集和協(xié)同發(fā)展。

綜上，3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要積極發(fā)揮全社會(huì)合力，需要關(guān)注的不僅僅是今天的產(chǎn)品，而更應(yīng)是能夠引領(lǐng)未來(lái)的核心技術(shù)和原創(chuàng)技術(shù)的研發(fā)，同時(shí)也要加快成果推廣運(yùn)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，在更多領(lǐng)域激活需求，拉動(dòng)市場(chǎng)，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的緊密聯(lián)結(jié)。作為一個(gè)實(shí)體產(chǎn)業(yè)，3D打印的發(fā)展絕非一蹴而就，站在“風(fēng)口”就能“一飛沖天”，而是需要時(shí)間的積淀、持續(xù)的投入和耐心。相信，未來(lái)的3D打印不會(huì)是今天的3D打印，隨著技術(shù)水平的提升及其成本的下降，3D打印的應(yīng)用化程度也將更高，并終將改變?nèi)藗兊纳�產(chǎn)、生活方式。

未來(lái)的3D打印肯定不會(huì)是今天的3D打印，未來(lái)會(huì)更好。


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宗貴升，北京三帝科技股份有限公司創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO，中國(guó)粉末冶金技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟3D打印專業(yè)技術(shù)委員會(huì)主任，中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家委員，深圳市科協(xié)委員。曾任美國(guó)德州休斯敦美中商會(huì)會(huì)長(zhǎng)。1991年畢業(yè)于美國(guó)德克薩斯大學(xué)，獲得材料科學(xué)與工程博士學(xué)位，專攻3D打印研究，先后獲得30多項(xiàng)專利。

1993年即主持研發(fā)了中國(guó)第一臺(tái)商品化工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備。1994年共同創(chuàng)立了合資企業(yè)北京隆源自動(dòng)成型系統(tǒng)有限公司（現(xiàn)為三帝科技控股子公司），為中國(guó)最早的3D打印專業(yè)公司。

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