3D 打印能否印出中国制造业蓝图?

点击量:426 发布时间:2016-11-30 作者:状迈(上海)增材制造技术有限公司

 “先进制造与3D打印”成为国务院“国课”第一课
“(3D打印)只要解决开发阶段,就能让中国制造业前进5年到10年”

3D 打印能否印出中国制造业蓝图?


3D打印技术是增材制造的一种。打印机在设计文件指令下,将粉末或液态材料层层固化“打印”成三维物体。相比于延续了千百年的等材制造(如模具浇铸)与减材制造(如木材刨磨),无浪费、无人工、无污染、低出错率的3D打印技术30多年前刚出现在美国就受到关注,近年来随着技术的成熟更是炙手可热,美国、日本、欧盟均在工业计划中点名3D打印,甚至不少人将其冠以“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。

8月21日,国务院总理李克强主持了主题为“先进制造与3D打印”的国务院第一次专题讲座,称赞3D打印为中国制造业代表性“颠覆性技术”。在此之前,中国已将3D打印与制造业领域的结合提上日程:2013年,3D打印首次入选科技部《国家高技术研究发展计划》和《国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》;2015年《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》与《中国制造2025》的出台,使3D打印成为国家制造业产业升级战略的一部分。

据讲座的主讲人中国工程院院士卢秉恒向《商业周刊/中文版》记者回忆,那天,他与李克强总理分坐在椭圆形会议桌的两端。李克强两次打断讲座,先是详细询问了增材制造的历史,然后追问“互联网+制造”与“制造+互联网”区别。卢秉恒解释,“等材制造”如铸锻焊,在制造过程中重量基本不变,已有3000年历史;随着电动机发明,车铣刨磨机床出现,通过材料的切削去除达到设计形状,称为“减材制造”,已有300年历史;等材制造与减材制造历史悠久,仍在不断提高技术与生产效率,而增材制造仅有30余年历史,其潜力远远未被开发。

针对第二个问题,卢秉恒向李克强解释,德国采取在某一个领域建设研究所,长期为行业提供制造技术,是“制造+互联网”;而美国信息业发达,凭借互联网的创新网络,以社会创新弥补技术研发不足,是“互联网+制造”,这两者有许多相通之处,都是运用各种方式,把众创带动起来。李克强非常关注,“无论是‘互联网+’还是‘+互联网’,都是两化融合的表现形式……要灵活应用,走自己的路。”他与央企负责人也谈到,根据不同情况,央企、大企业可以使用“制造+互联网”,小企业则使用“互联网+制造”。

高层的重视立刻起到了作用。汇天威公司的销售经理王猛刚接待完的客户就来自地方政府,这批客户有可能购买几十台公司最便宜的售价6499元的3D打印机,供初高中学生学习。王猛说,如同80后、90后在学校普及计算机知识,不少高校和政府也开始计划普及3D打印知识。总经理张弘强表示,汇天威公司已经不再涉及其他业务,决定全力做好3D打印。

全球领先的3 D 打印技术咨询公司Wohlers Associates的数据显示,2013 年全球3D打印市场规模约40亿美元(约合人民币248亿元),中国所占份额约3亿美元(约人民币18.6亿元)——甚至不及同年双11购物节天猫13分钟就完成的交易额(约合人民币20亿元)。尽管如此,市场仍寄予厚望。在张弘强与卢秉恒这样的乐观者的构想中,3D打印与研发结合,可以在大规模生产之前,打印出产品进行功能验证;与创新创业结合,可以省去昂贵设计与模具开发时间,低成本打印出创业者的构想;与“互联网+”结合,可以让公司以众包形式(用户参与设计),打印出用户导向型产品;与个性化消费趋势结合,可以为每个人打造出独一无二的产品;而3D打印单件成本固定,还可避免制造业为降低单件成本而扩大生产,人们可以大胆创造和改良,一次性成本只需要3D打印的耗材费。

9月,西南证券的行业研究报告预测,3D打印市场将保持年均40%左右的高速增长,2018年有望突破人民币200亿元。卢秉恒甚至设想了未来制造业前景:一半以上的制造为个性化定制,一半以上的价值由创新设计体现,一半以上的企业业务由众包完成,一半以上的创新研发由极客、创客实现——这一构架几乎颠覆了当前主要依靠规模扩张、资源要素投入的中国制造业。

构想简直太过完美,而实际上即便是乐观预测,也承认真正大规模实现还需约10年的发展。在新技术高呼声的掩盖下,业内不乏对其短期发展的担忧。
 

3D 打印能否印出中国制造业蓝图?


2014年退出3D打印行业另谋创业项目的90后创业者吴海鹏曾备受行业竞争之苦:中国3D打印企业基本以出售设备和接单打印服务来赢利,而市场需求少,行业技术水平接近,吴海鹏2011年创办、仅4名员工的3D打印机公司难以积攒大客户,更难获得融资,吴海鹏只能在从业3年后退出行业。“3D打印技术被过度吹捧了。” 吴海鹏说,他不会再进入3D打印行业。

国内3D打印机民间评测方南极熊3D打印网总经理黎海雄指出了业内发展的技术瓶颈:目前国内3D打印机支持的材料多为塑料、树脂和部分金属,材料的局限性限制了应用范围;且由于设备较贵、制作耗时长且精度不够,打印出的产品更多只能满足个性化需求,暂不适应大规模工厂生产。

“现在(3D打印)对各行业影响有限,是由于目前还没有这个能力,不能因此否定它。”参与“中国制造2025”规划的中国社科院工业经济研究所副研究员贺俊告诉《商业周刊/中文版》。他说,不可否认,3D打印目前更多集中在个性消费、首版制造和医疗、航空等高端领域,在材料与打印效率未提高的情况下,尚未对中国制造业产生重大影响。但他强调,增材制造是战略性领域,它的重要性并不在于其目前的技术水平、影响范围或者行业产值,而在于其在实践中提升技术含量,将先进创新的概念渗透到不同的行业,所以国家才需要系统地部署。

蓝铸公司的叶总认为市场的短期担忧来自于“不了解”,并表示,中国制造业缺研发、不缺规模,3D打印正是弥补中国制造业开发阶段缺陷的解决方案。“没有一项技术是万能的,”他说,“3D打印是一个很适合用于开发的工具,只要解决开发阶段,就能让中国制造业前进5到10年,”至于大批量生产,“就让传统工艺去做就好了。”

而长期来看,材料与生产效率的推进也只是时间问题:国际上已经开始出现玻璃、陶瓷以及多种金属的3D打印材料。近期,美国一家名为Carbon3D的3D 打印公司研发了新技术,兼容多种打印材料,且打印速度增加25到100倍。

“中国官方的3D打印技术路线可能是‘大型化’3D打印。”叶总表示,虽然中国在大型产品(如航空部件)的3D打印堆积技术上世界领先,但目前市场可能更容易推进个性化3D打印,国家在这个问题上的路线引导并不明确。

叶总认为,既然要与庞大的制造业结合,中国需要更具引导性的3D打印的技术路线,反观“中国制造2025”规划,其中有关3D打印技术的内容并不多,其他文件中也并未明确提及技术路线。另外,应防范业内扎堆低端、产能过剩的风险。“政府应当强调技术创新而不可鼓励产能聚集。”


总之 3D打印技术对中国制造业的颠覆作用正得到中国政府的推崇,不少业内人士看到了曙光,但技术限制、低端竞争等问题仍是需要突破的难点。

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