是的,3D打印技術(shù)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)出我們的想象。
中國(guó)或成大3D打印市場(chǎng)
今年3月,3D打印汽車Urbee 2面世。這款三輪混合動(dòng)力汽車依靠3D打印技術(shù)打印出了一體式
英國(guó)增材制造聯(lián)盟主席格瑞漢姆·卓曼:三年內(nèi)中國(guó)3D打印產(chǎn)值預(yù)計(jì)可達(dá)百億元
電影《十二生肖》中,成龍帶著裝有傳感器的手套掃描并即時(shí)打印出一個(gè)一模一樣獸首的場(chǎng)面你一定記憶猶新。如今,這雙“上帝之手”又有新的動(dòng)作。
日前,美國(guó)航天局向一家3D打印機(jī)公司撥款12.5萬(wàn)美元,旨在研發(fā)全能食物合成器項(xiàng)目。根據(jù)設(shè)想,這種3D打印機(jī)將按照“數(shù)字菜譜”混合各種粉末,制造色香味俱全的食品,公司的步計(jì)劃是給吃夠了壓縮餅干的宇航員們制作美味比薩。
是的,3D打印技術(shù)的發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)出我們的想象。
中國(guó)或成大3D打印市場(chǎng)
今年3月,3D打印汽車Urbee 2面世。這款三輪混合動(dòng)力汽車依靠3D打印技術(shù)打印出了一體式的車身,相比一輛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)汽車成百上千個(gè)零部件,Urbee 2 只需50個(gè)零部件。
日前,美國(guó)科學(xué)家采用和生物匹配的分子材料在3D打印機(jī)中打印出人造耳朵,這種人造耳朵不但形狀和真正的耳朵完全一樣,與電子技術(shù)結(jié)合后,這個(gè)耳朵還可以接受非常微細(xì)的聲波,甚至比人耳還要靈敏。
在5月29日召開(kāi)的首屆3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)上,作為全球知名的3D打印行業(yè)研究機(jī)構(gòu),Wohlers Associates公司主席特里·沃倫斯向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》介紹了剛剛發(fā)表的2013年Wohlers報(bào)告。
這份匯集了包括中國(guó)在內(nèi)的全球70余個(gè)國(guó)家3D打印公司相關(guān)數(shù)據(jù)的報(bào)告顯示:2012年,全3D打印行業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)了28%,達(dá)22億美元。3D打印機(jī)的全球銷量同比增長(zhǎng)25%,其中38%產(chǎn)自美國(guó),中國(guó)占8.5%。
長(zhǎng)期從事先進(jìn)制造技術(shù)研究的中國(guó)工程院院士盧秉恒在5月舉行的“2013增材制造技術(shù)全球峰論壇”上公布數(shù)據(jù)顯示,2012年全球3D打印應(yīng)用主要集中在消費(fèi)電子產(chǎn)品(20.3%)、汽車制造業(yè)(19.5%)、醫(yī)療/口腔醫(yī)學(xué)(15.1%)、航空航天(12.1%)、工業(yè)/商用機(jī)器(10.8%)及學(xué)術(shù)研究、軍事項(xiàng)目等其他方面(22.2%)
盡管美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬期待3D打印能夠推動(dòng)美國(guó)制造業(yè)重新煥發(fā)活力,然而在英國(guó)增材制造聯(lián)盟主席、中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席顧問(wèn)格瑞漢姆·卓曼看來(lái),在3至5年內(nèi),中國(guó)有潛力成為大的3D打印市場(chǎng)。
亞洲制造業(yè)協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官、中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)羅軍更是在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)上表示,預(yù)計(jì)3年左右,中國(guó)3D打印產(chǎn)值可能達(dá)到百億元人民幣。
孩之寶的玩具都是打印的
幾乎每個(gè)看過(guò)《哈利·波特》系列小說(shuō)的讀者都曾幻想進(jìn)入那片神奇的魔法。因?yàn)樵谀抢铮阒恍钃]揮手中的魔杖,念一句咒語(yǔ),你就可以變出想擁有的一切。現(xiàn)在,3D打印機(jī)的問(wèn)世讓我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中也可以擁有童話里的魔杖。
在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),杭州先臨三維科技股份有限公司(下稱先臨三維)的工作人員向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》展示了一塊已經(jīng)被應(yīng)用于骨科手術(shù)、長(zhǎng)約5cm,周身布滿小孔的人造脊柱植入體。
“這塊鈦合金骨骼被植入人體后,無(wú)需取出,非但不會(huì)有任何排斥反應(yīng),人體的組織與細(xì)胞還會(huì)滲透過(guò)這些孔洞逐漸生長(zhǎng),從而使這塊3D打印骨骼成為我們身體的一個(gè)部分。”這位工作人員說(shuō)。
另外,先臨三維的區(qū)域經(jīng)理向記者透露,除了這種醫(yī)用鈦板之外,我們國(guó)家的生物3D打印機(jī)還可以通過(guò)提取細(xì)胞組織和其他分子生物組織,根據(jù)患者自身數(shù)據(jù),打印出一根外層是骨骼、內(nèi)層有骨質(zhì)和骨髓的人造生物骨骼。
除了植入性組織工程,美國(guó)Drexel大學(xué)教授周功耀還向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》介紹了3D技術(shù)在中國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的另一種應(yīng)用方向——制造醫(yī)療模型。
周功耀介紹:“例如連體嬰兒手術(shù),他們的心臟緊挨著,手術(shù)醫(yī)生不能把人體打開(kāi)看清楚后再去手術(shù),有了3D掃描和打印技術(shù),我們可以先把這些體內(nèi)數(shù)據(jù)掃描出來(lái),精確制作模型,用模型來(lái)做幾次手術(shù),醫(yī)生可以在明確了所有的關(guān)節(jié)通道以后再去做真正的手術(shù)。”
5月28日,在國(guó)家會(huì)議中心舉辦的中國(guó)(北京)國(guó)際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)上,大批市民簇?fù)碓诒本┥贤乜萍加邢薰?下稱上拓科技)的展臺(tái)前。大家對(duì)著這些3D打印技術(shù)制造出來(lái)的花瓶、手機(jī)殼、臺(tái)燈、吹風(fēng)機(jī)和各種奇思妙想的首飾贊不絕口。
上拓科技營(yíng)銷總監(jiān)邵漠宇告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》:“我們還將搭建一個(gè)電子商務(wù)平臺(tái),設(shè)計(jì)師在這個(gè)平臺(tái)上推出自己設(shè)計(jì)的3D作品,消費(fèi)者在平臺(tái)上看到自己喜歡的設(shè)計(jì)后下單,我們來(lái)負(fù)責(zé)打印和配送。我相信,通過(guò)這樣一個(gè)窗口,可以有更多的人了解并愛(ài)上這種個(gè)性定制。”
除了醫(yī)療和文化創(chuàng)意上的應(yīng)用,3D打印在我國(guó)工業(yè)、航空航天、考古和通訊領(lǐng)域上也有大規(guī)模的應(yīng)用。
“就連麥當(dāng)勞、孩之寶想做一款玩具,也是在通過(guò)3D打印不斷設(shè)計(jì)和修改造型,終選定形象后,再由工廠批量生產(chǎn)。”一位從事3D打印產(chǎn)業(yè)的企業(yè)經(jīng)理告訴記者,“如今廣東幾乎所有的玩具企業(yè)都在使用3D打印技術(shù)。”
傳統(tǒng)制造技術(shù)不會(huì)被顛覆
在很多人看來(lái),3D打印技術(shù)堪稱神奇。畢竟在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之前,從來(lái)沒(méi)有一項(xiàng)技術(shù)能夠如3D打印這般,在沒(méi)有技術(shù)和設(shè)備支持的時(shí)候就能將我們的想法隨心所欲地變成現(xiàn)實(shí)。到底3D技術(shù)會(huì)不會(huì)顛覆傳統(tǒng)制造業(yè),帶來(lái)新一輪工業(yè)革命?
胡迪·利普森教授在接受《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》專訪時(shí)表示:“3D打印技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的影響現(xiàn)在還很難界定。就好像讓你在上世紀(jì)去判斷一下計(jì)算機(jī)可能會(huì)對(duì)我們的生活帶來(lái)哪些影響是一樣。”
作為國(guó)內(nèi)早從事工業(yè)3D打印技術(shù)研發(fā)的專家,華中科技大學(xué)教授史玉升認(rèn)為,中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)值雖然現(xiàn)階段居首位,但想要長(zhǎng)期保持優(yōu)勢(shì)地位,必須借助3D打印等先進(jìn)技術(shù)。史玉升坦言,中國(guó)工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)和設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平還存在差距。
邵漠宇告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》,現(xiàn)在上90%以上的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)都是由美國(guó)的Stratasys和3D Systems所生產(chǎn)的,中國(guó)在工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的研發(fā)上還很落后。作為中國(guó)家3D打印照相體驗(yàn)館的建設(shè)者,上拓科技如今主要的營(yíng)業(yè)收益還是依靠3D打印機(jī)的代理銷售。
在5月30日央視《對(duì)話》節(jié)目的錄制現(xiàn)場(chǎng),主持人對(duì)現(xiàn)場(chǎng)嘉賓提出這樣一個(gè)問(wèn)題:“我們總結(jié)了制約3D打印技術(shù)大規(guī)模發(fā)展的幾個(gè)瓶頸,分別是耗材、技術(shù)、成本、效率、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用、市場(chǎng)和補(bǔ)貼。我們想知道這其中大的制約因素是什么?
“我認(rèn)為大的瓶頸是市場(chǎng)。”羅軍說(shuō),“這個(gè)行業(yè)過(guò)去是‘小而散’,沒(méi)有合力,外界對(duì)這個(gè)技術(shù)也缺乏了解。另外由于在市場(chǎng)上的應(yīng)用還是較少,所以傳播起來(lái)也有困難。”
在羅軍看來(lái),當(dāng)前媒體對(duì)3D打印技術(shù)過(guò)于夸大。“3D打印技術(shù)的核心在于,它可以解決難度、復(fù)雜、個(gè)性化的設(shè)計(jì)需要,只有當(dāng)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式生產(chǎn)不出來(lái)的時(shí)候它的魅力才能顯示出來(lái)。3D打印只是對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的一種補(bǔ)充,不會(huì)取代傳統(tǒng)制造業(yè)。”
史玉升則認(rèn)為:“打印腎臟、心臟和心臟都需要相應(yīng)的材料。而現(xiàn)在這個(gè)材料問(wèn)題還沒(méi)有徹底解決。”
由于技術(shù)和材料因素制約,如今打印一個(gè)10 cm的類石膏材質(zhì)人像的總成本約為1500元人民幣,一塊人造骨骼的成本更是數(shù)萬(wàn)元。
全國(guó)政協(xié)常委、經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任、工業(yè)和信息化部原部長(zhǎng)李毅中在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)上也表示了同樣的觀點(diǎn):“3D打印技術(shù)為傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新注入新的動(dòng)力和活力。但受技術(shù)和裝備的局限,3D打印目前適用于少批量、小尺寸、精度、造型復(fù)雜的零部件的加工制造,難以代替大規(guī)模、大批量的加工制造。”
3D打印的八大優(yōu)勢(shì)
優(yōu)勢(shì)1 制造復(fù)雜物品不增加成本。3D打印機(jī)制造一個(gè)形狀復(fù)雜的物品并不比打印一個(gè)簡(jiǎn)單的方塊消耗更多的成本。
優(yōu)勢(shì)2 無(wú)須組裝。3D打印能使部件一體化成型,節(jié)省了在勞動(dòng)力和運(yùn)輸方面的花費(fèi)。
優(yōu)勢(shì)3 零時(shí)間交付。3D打印機(jī)可以按需打印,能大限度地減少長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)某杀尽?/P>
優(yōu)勢(shì)4 設(shè)計(jì)空間無(wú)限。3D打印機(jī)甚至制作出目前可能只存在于自然界的形狀。
優(yōu)勢(shì)5 零技能制造。3D打印機(jī)能在遠(yuǎn)程環(huán)境或極端情況下生產(chǎn)。
優(yōu)勢(shì)6 不占空間、便攜制造。3D打印機(jī)可以自由移動(dòng),可以制造比自身還要大的物品。
優(yōu)勢(shì)7 減少?gòu)U棄副產(chǎn)品。3D打印制造金屬時(shí)浪費(fèi)很少。
優(yōu)勢(shì)8 精確的實(shí)體復(fù)制。通過(guò)3D掃描技術(shù)和打印技術(shù),我們可以精確掃描、復(fù)制實(shí)體。
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