3D打印：“草根”还是“高大上”？

文 李小丽

3D打印被公认为是第三次工业革命的关键技术之一。3D打印数字化、个性化、分布式、高效率的制造方式将给人类的生活方式带来巨大变化。据Wohlers Associates称，2013年全球3D打印产品和服务市场增长34.9%，达到30.7亿美元，未来五年该行业仍将以20%的速度增长，至2021年全行业实现产值将达到108亿美元。但即使如此，这个规模仍不及一个跨国公司的年度产值。那么，3D打印的前途到底在哪里？什么样的商业模式能促进其大规模发展，这也是6月刚刚闭幕的世界3D打印大会上热议的话题。

近两年来，人们对3D打印的真实接触来自于连续举办的各类3D打印展览会。在展览会上，能让个人消费者直观体验的是桌面级个人3D打印机。这类打印机以熔融沉积建模（FDM）技术为主，通过把ABS，PLA等热塑性材料熔融逐层叠加，制造形成三维立体结构。1992年，FDM技术由Scotte Crump发明，并经Stratasys公司授权开发出第一台商业机型3D-Modeler。2004年，英国巴思大学Adrian Bowyer博士创建RepRap项目，以开源和自我复制的方式来建造3D打印机，2006年，美国康奈尔大学FaB@Home项目发布开源3D打印机版本Beta version 0.17a，至此，3D打印机开始进入个人视野。2009年，Stratasys公司的FDM专利项目到期，RepRap第一台3D打印机以组建的方式商业供货，以FDM为主流技术的个人电脑开始蓬勃发展，最便宜的FDM打印机的价格从上千美元下降到300美元。国内个人3D打印机市场在这一时间开始兴起和发展，一批草根青年开始投身于3D打印创业队伍。3D打印照相馆开始成为街头巷尾的热门话题和淘宝网上的热门搜索；天马星空在手机终端开发了3D打印APP软件，上传2D照片就可打印有个性的3D实像；闪铸科技创造了消费者变成经营者的模式，追求自己在市场上的独特优势；北京太尔时代有限公司转向桌面3D打印机细分市场的，其UP!系列成为国际上三大品牌之一。国内个人3D打印市场出现八仙过海各显神通的景象。这样一种以桌面级3D打印机为主要产品类型，广大创业者通过新型商业模式开拓3D打印应用服务市场的方式可以称之为“草根”模式，其主要特点是：以市场需求为方向，以个人消费者为主要终端客户，主体为中小企业。

当然，3D打印的真实面目远不止市场上老百姓所看到的这种形式。3D打印技术是面向工业制造领域的突破性增材制造技术。3D打印技术的发展起源可追溯至70年代末到80年代初期，美国3M公司的Alan Hebert（1978）、日本的小玉秀男（1980）、美国UVP公司的Charles Hull（1982）和日本的丸谷洋二（1983）等四人各自独立提出了这种概念。1986年，Charles Hull率先推出光固化方法（SLA，Stereo Lithography Apparatus），同年创立了世界上第一家3D打印设备的3D Systems公司。19 8 8年，美国人S co t t C r u m p成立了Stratasys公司。目前，这两家公司是仅有的两家在纳斯达克上市的3D打印设备制造企业。2012年，3D Systems公司收购Z corporation,Stratesys收购Object公司，实现了市场整合。

自工业革命以来，人类的创新进步经历了三个阶段。第一阶段在18、19世纪，以企业家精神为代表的创新时代，企业家个人引领着一个时代的进步，最典型的例子是企业家约舒亚.威治伍德，他以其独有的创新者品质，在科学和艺术之间创造了典范，引领了欧洲陶瓷业的兴起和发展。第二阶段是在20世纪，以大公司研发实验室为主的技术创新引领了一代产业变革，最典型的例子是爱迪生创建的通用电器有限公司，通过组织的创新，有组织的开展研发活动，推动了一代技术和产业进步。第三阶段是从20世纪末开始，网络技术的发展促进了新技术的跨界融合和社区的发展，网络融合创新成为时代的主流和趋势。

从技术上看，3D打印从原型制造逐渐进入终端产品直接制造，金属打印成为当前研究的主流技术。美国波音公司打印出了可用于商业飞机的燃料喷嘴，过去需要通过开模具、焊接将 20多个零部件进行组装的复杂耗时的工艺过程，使用3D打印技术就可以一次成型。在国内，清华大学、华中科技大学、西安交通大学从上世纪90年代开始开展快速成型技术的研发工作，并先后成立衍生企业实现技术的产业化，在航空航天、医疗器械、汽车工业、模具行业等都实现了应用。北京航空航天大学制造出了C919大型客机机头工程样件所需的钛合金主风挡窗框，使我国成为继美国之后世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成型技术并装机应用的国家。这种以大学、研究所或大公司为主流技术驱动的产业模式，如果称之为“高大上”模式的话，其特征是：以技术驱动为导向，面向工业制造和应用，推动工业技术变革。

那么，3D打印产业规模若要迅速打开，其突破口在哪里？或者说，以上两种模式哪一种先突破？

3D打印技术区别于传统加工技术的特征之一就是数字网络技术在制造业中的融合，数字文件通过网络输入设备，即可进行加工制作，生产出任何结构的产品。当今的创新趋势已经向我们展示，3D打印产业的发展也必将是“草根”模式和“高大上”模式的融合、互动。而实际上，市场也已经发出了这样的信号。各大公司已经开始向个人消费者市场伸出橄榄枝，2010年，3Dsystems收购英国BFB公司，3Dsystems生产个人3D打印机CubeX和Cube。2013年，Stratasys以4.03亿美元换股2.01美元期权的方式收购MakerBot，启动消费者的热情和创造性毫无疑问成为大公司的战略布局。同时，材料、软件、服务等企业都在为个人客户和工业设备之间创造接口。未来一个大融合的模式必将促进3D打印产业井喷式的突破发展。

国内一家工业级3D打印公司的总经理介绍说，有一个消费者购买了他们的3D打印设备，回去后致力于材料的研发，结果研发的材料比公司的还要好。在世界3D打印产业大会上，一位小伙递给笔者一张名片，上面什么单位名称也没有，只有一个职位“个人设计师”，希望可以帮助3D打印的客户提供设计产品的服务。上海产业技术研究院提出“和用户一起创新”的理念，建设了“3D打印创新中心”，通过和用户互动，开发新材料和新机型。看来，消费者同时也是制造者是3D打印带给我们的新型制造方式，“草根”和“高大上”融合发展的创新模式是未来的必然趋势，并正在进行。