3D打印大跃进？

刘俊卿

一项诞生20余年的技术，忽然被赋予了能够颠覆制造业的力量，热潮背后还需理性思考。

犹如外族骑兵，3D打印正在一夜之间踏破沉闷的全球工业版图。支持者认为，3D打印势必带来新一轮工业革命，谁能最大程度地掌握研发、应用，就意味着掌握了制造业乃至工业发展的主动权；贬损者则认为，3D打印注定是昙花一现的泡沫，以工厂为基础、以流水线及规模化为主要标志的传统工业仍将百年不倒。

在中国，3D打印在度过漫长的预热期后迎来疾风骤起，产业界、资本市场开始相信“小批量与个性化”代表着迅速积累的财富、不可思议的传奇和摧枯拉朽的颠覆；地方政府热情高涨，对与其相关的技术和概念趋之若鹜；多数专家亦奉为圭臬，认为3D打印正颠覆着旧有的秩序、规则、荣耀以及尊严，并将引发真正意义上的制造业革命。

一项诞生于20多年前的技术，是否能改变全球工业版图和趋势，并逐渐撬动新一轮工业经济增长？在现有的产业格局下，3D打印能否带来“中国制造”的新生？在政府扶持和资本催化之下，3D打印是否会重蹈光伏等产业“大跃进”的覆辙？

疯狂的3D打印

3D打印技术是一个舶来品，起源于上世纪80年代的美国，随后在世界各地开花结果。在美国，3D打印技术已经初步产业化，两家3D打印机制造公司Stratasys和3DSystems，均已在纳斯达克上市，2011年营业收入分别为1.7亿美元和2.9亿美元。

这项技术已经诞生20多年，为何现在一夜之间扑面而来？

风暴来自大洋彼岸。2011年2月，《经济学人》在一篇题为《3D打印如何改变世界》的封面文章中认为，3D打印技术将使单品制造几乎与大规模生产一样便宜，影响堪比当年工厂的出现。

随后，《福布斯》、《纽约时报》、《连线》等诸多西方主流媒体都先后在头版及封面鼓吹3D打印，就连担任《连线》杂志主编11年的克里斯·安德森也按捺不住，选择辞职，投身到3D打印领域创业。

美国政府也迅速加入到这场狂欢。2012年3月，美国总统奥巴马提议，将投资10亿美元建立15家制造业创新研究所，以带动制造业增长。8月，美国政府宣布首个研究所将在俄亥俄州建立，主要研发3D打印技术，首期投资3000万美元。

由于饱受追捧，3D打印热潮很快蔓延到资本市场。2012年下半年，美国3D打印机生产厂商股价大幅上扬。在中国A股市场上，涉及3D打印领域的企业股价也连创新高。

一些资本也陆续向相关企业抛出橄榄枝。根据美国消费者电子协会发布的年度报告，2011年全球3D打印的市场规模为17亿美元，预计到2017年可达50亿美元。而知名的3D打印公司ExOne已于今年1月上旬提交上市申请文件，计划将在纳斯达克上市并融资7500万美元。

在中国，一大批公司已经切入这一领域。亦有几家风险投资基金投资了3D打印领域的相关企业。

身为“中国3D打印第一人”、清华大学机械工程系教授颜永年的关门弟子，郭戈是3D打印的支持者和实践者，由他担任总经理的北京太尔时代科技有限公司（下称太尔时代）是国内3D打印领域的主要参与者。郭戈告诉《中国经济和信息化》记者：“太尔时代在过去一年中制造并销售了3000台3D打印机，客户遍及全球。”

北京隆源自动成型系统有限公司（下称北京隆源）总经理冯涛对这个行业的增速颇感意外。1994年进入3D打印行业的他至今仍记得，从2000年开始后的5年时间里，这个行业的全球市场规模一直停留在6亿美元左右，井喷式增长不过是近5年的事情。“50亿美元的规模放在10年前简直就是天方夜谭。”他说。

巨大的市场蛋糕背后，离不开地方政府的背书。已有南京、东莞、武汉等城市先后表态要在3D打印上有所作为。

南京市政府于近日表态称，争取把南京打造成中国3D打印技术的制高点，要求研究成立3D打印技术产业研究院和建设3D打印技术产业基地，对申报的3D打印产业项目及研发项目给予政策、资金支持，并利用政策将3D打印技术融入政府公共服务平台，加快推进3D打印产业向经济技术开发区集聚。

武汉则抢先成立了“中国首个3D打印工业园”。武汉市发改委等部门正在针对3D打印产业进行摸底调查，拟着手编制规划并予以扶持培育。

在“世界工厂”东莞，3D打印作为战略性新兴产业写入了2013年的《政府工作报告》。有官员提议，东莞应趁3D技术刚市场化不久，提前布局。

北京航空航天大学教授王华明认为，2012年奥巴马宣布重振美国制造业计划，把3D打印技术作为建立研究所的首选并投入巨资，是近期3D打印技术骤然升温的原因。

三大阵营

五年前还在大雾中奔跑的3D打印产业，随着政、企、学界的热捧，开始逐渐形成产业链。在原材料、生产制造及应用等三大环节，各自已有众多企业聚拢。

国内的3D打印研究始于20世纪90年代。与许多科研领域一样，大学和科研院所对技术创新总是更为敏感。清华大学、西安交通大学、华中科技大学和北京隆源率先介入研发，迅速形成了“三校一企”的研究阵营。目前，各大高校都已建成配套的商业化公司，被视为中国3D打印产业的学院派代表。

清华大学自1989年开始研发3D打印软件，相继成立了被业内熟知的北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司（下称殷华公司）和太尔时代。前者是清华大学企业集团下属的高科技企业，后者则是由3D打印学院派代表人物颜永年一手培植并亲自担任董事长的公司。殷华公司注重技术研发，太尔时代则注重产品生产。

颜永年告诉《中国经济和信息化》记者，2009年以前太尔时代主要生产工业用途的3D打印机。但他判断个人家庭消费级市场潜力巨大，决定利用工业级技术来制造个人家庭消费级机器。目前太尔时代的3D打印机月产量达到600～700台，超过了国内其他3D打印机生产企业的产量总和。

以北京隆源为代表的、借助产业链上游的原材料优势开展3D打印业务的公司，也已逐渐形成阵营。无论是工业级机器还是家庭消费级机器，所打印的主要材质都是工程塑料ABS，但北京隆源所使用的3D打印成型材料则更为广泛。

该公司总经理冯涛原本是清华大学的一名老师，1992年下海经商，加盟北京隆源。

与太尔时代一路发展得顺风顺水相比，北京隆源这20年来历经曲折。冯涛进入公司后，与搭档潜心研究，于1994年研制成功中国第一台激光快速成型机，并在第二年通过北京市科委组织的专家鉴定，获得发明专利。

这在当时曾引发一时轰动，甚至激起国内3D打印的第一轮热潮。只是热潮并没能转化为收益，生产出来的机器只有观众没有顾客，公司变成了科普场所。

“产品没能带来销售，员工离职是家常便饭，当时核心团队只剩下两人。我也很焦虑，可内心依然认为这是高科技产品，需要高端的需求。”冯涛说。1996年，北京隆源略微调整了3D打印机研发的技术路线，获得了成功。这一转折让北京隆源迈入复杂金属结构件的快速开发领域，实现了工业化。

除了学院派与供应商派，国内3D产业还有一个值得关注的阵营——应用派。他们以应用和服务为优势，也形成了影响力。这一派别的企业大多没有从事过3D打印机的相关研发，而是选择直接购买成熟的3D打印设备，提供3D打印服务。

这样的捷径虽然使他们迅速进入了3D打印领域，但同时也给整个行业增添了一丝不安。这也反映出中国企业在科技创新方面的普遍现象——原发性创新与产业核心技术的缺失不仅制约着3D打印行业的发展，更是中国在产业升级过程中遭遇的瓶颈。

难题待解

狂热之余，对3D打印领域的理智思考却几近失声。国内3D打印的商业化仍在起步阶段，材料和市场也不成熟，行业标准亟待完善。

3D打印的应用特征是小批量、多品种和个性化，这几乎决定了行业共性标准的建立是个极大的挑战。一位专家称，国内尚无一个针对3D打印材料或打印机本身的标准，同一个3D模型用不同的打印机生产出来的结果大不相同。打印机的形状各异，备件和配件兼容性差，极大地制约了产业的发展。

该专家还认为，标准一日不建立，3D打印就一日不能大规模商业化。

打印原材料也缺乏标准。目前，3D打印机制造商都愿意让消费者购买原厂提供的打印原料，以确保公司获得稳定收入。这种做法虽无可厚非，但3D打印机生产商所用的原料一致性太差，从形式到内容各不相同，这让材料生产商很难相互进入，研发成本和供货风险加大，难以形成产业链。

“表面上看是3D打印机捆绑着3D打印材料，实质上却是材料绑架了打印机。”该专家称。

3D打印材料的供给形势亦不容乐观，成为产业发展的一个巨大瓶颈。一位不愿具名的专家表示，目前3D打印的耗材非常有限，现有市场上的耗材多为石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒、光敏树脂、沙土等，制造精度、复杂性、强度和质感都达不到高要求，在某些轻工业民用产品领域小范围应用，但是离“打印”汽车、肾脏还差得很远。而且即便耗材研发成功，也存在规模化生产、材料配比等问题。可以说，耗材对3D打印技术的应用和发展起决定作用。

事实上，国内有能力生产3D打印材料的企业并不多，主要依赖进口，特别是金属材料。造成这种局面的原因并不难理解：国内企业本身技术水平有限，而3D打印行业规模也不过2亿～3亿元，过小的市场导致企业缺少加大研发投入的能力与动机。

尽管太尔时代在国内同行中已属佼佼者，但是郭戈依旧觉得3D打印行业是一个“小众的生意”。

颜永年认为，用于教育培训、动漫艺术品、装饰品的个人家庭消费级打印机是未来的一个市场方向，但对于所谓的“3D打印要革制造业的命”这种论述，他仍持冷静态度。颜永年表示：“这个前景是有的，只是现在还为时尚早。目前3D打印只是工业设计的一种辅助手段，即便作为家用也只能算是家用电器的一种。用3D打印替代传统制造业批量生产，从效率、成本和可靠性等方面来看都无法实现。”

颜永年的判断也是业内众多专家的共识。现阶段如何让3D打印良性发展，是业界共同关心的问题。

工业和信息化部赛迪智库装备工业研究所所长左世全认为，3D打印发展到目前阶段，迫切需要加强顶层设计和统筹规划。“设计与规划的缺位，将极大地影响产业发展的前景。”

中国3D打印技术产业联盟副理事长兼秘书长罗军认为，3D打印技术已经成熟，关键在于应用，这显然还需要一个过程。3D打印与传统制造业之间需要相互增进了解，3D打印应瞄准结构非常复杂的、传统方式难以生产的高附加值零部件。

在市场方面，南京紫金立德电子有限公司选址在南京综合保税区，瞄准国际市场；太尔时代将90%的产品销往国外。在国内市场尚未打开的情况下，出口导向型策略为他们带来了一定的经济效益，但同时也饱受“欧债危机”等国际市场环境波动的影响。

产业出路

尽管受制于诸多因素，但3D打印将成为一个重大趋势，几乎已是板上钉钉。如何凝聚共识，既推动产业快速发展，又避免走光伏、LED等产业“大跃进”的老路？

左世全表示，未来国家应重点选择在航空航天、汽车模具、生物医疗、电子制造等领域进行3D打印技术的推广应用，加快推进产业化。除此之外，国家应该建立多部委协同推进机制，研究制定3D打印技术路线和3D打印中长期发展战略，明确3D打印发展的原则、阶段目标、技术路线、重点任务和政策措施。推动完善3D打印技术规范与标准制定，促进3D打印技术平台建设，并在有条件的地方建立3D打印示范基地。

颜永年表示，3D打印是产业界自主创新的过程，政府主要负责引导方向，要让民营企业有充分的自主发展空间。持此观点的还有冯涛，在他看来，约束缺位与约束过度，都有可能造成企业间的不平等竞争。已有事实证明，一些3D打印中心提供的低价加工服务对北京隆源的盈利造成挑战，这将直接降低客户购买北京隆源3D打印设备的积极性。

在扶持3D打印产业的策略上，左世全与颜永年都认为，政府应当加大财政投入力度，在税收等层面探索并出台相关优惠政策。

值得期待的是，2012年12月工业和信息化部副部长苏波在增材制造技术国际论坛上表示，中国将提速3D打印技术的研发和产业化。近期，科技部有关人士也透露，目前3D打印的相关战略规划正在研究制定中。

随着3D打印技术在国内市场慢慢铺开，在其饱受追捧的背后，不少专家也开始担忧，如果核心技术无法取得突破，3D打印机在火暴之后恐将难以为继。在这方面，新能源从朝阳产业迅速沦落的经历已经为我们敲响警钟。若要真正解决技术上的问题，还需要投入大量的时间和精力，而这需要政府给予政策、资金等全方位的持续支持。

颜永年判断，距离3D打印的广泛应用可能还要十年，现在重视还完全来得及。