3D打印融入衣食住行 解鎖智能制造財富密碼

近幾年，3D打印雖然熱度不如之前，卻并沒有淡出人們的視野。比如在東京奧運會上，3D打印的影子隨處可見：中國安踏體育為隊員生產3D打印鞋，韓國射箭隊使用了量身定制的3D打印握把，意大利自行車隊使用3D 打印自行車以減少空氣阻力等；除此之外，頒獎臺也是用3D打印制造。

“1+N”連接各行各業

在青島三易三維技術有限公司的辦公室內，公司負責人徐旭向記者展示了幾款3D打印產品，有人體模型、心形的收納盒、色澤艷麗的唐三彩等。其中有一件鏈條模型，可以像自行車鏈條一樣活動，而且它的不同部位用了不同顏色標識出來。徐旭介紹說：“它由一體化打印而成，里面的縫隙是在建模時留好的。”還有一架乳白色的發動機模型，按下電源開關，隨即模型轟隆隆地運轉起來，“這架模型全部由3D打印完成，還可以進行轉速的調節，能很直觀地模擬發動機的工作原理。”徐旭說。

實際上，3D打印應用十分廣泛，一些3D打印制作的燈具、飾品、玩偶等均可在網上買到。不久前，中國首座運用3D打印技術制造的可伸縮景觀人行橋“萬年輪”在上海亮相，橋體全長9.34米，總重量僅有850千克，不僅在橋上安裝了重力自動預警系統，還可以通過手機藍牙控制橋的伸縮，是3D打印在建筑領域的一次嘗試。

3D打印在醫療方面應用也比較成熟。徐旭表示：“在臨床醫學應用上，3D打印制作的立體模型可以應用于手術模擬、導板引入、術后康復等多個方面。現在使用鈦合金等材料制作身體植入物已經應用于臨床，可以實現關節等的置換，也有用于脊柱彎曲矯正的先例。在手術前如果根據醫療數據提前制作3D模型，定制手術導板并進行手術方案術前模擬的話，可以縮短手術時間并提高手術的精確度。”

可見，3D打印已經滲透到人們衣食住行的各個方面，創想三維的創始人陳春表示：“3D打印行業沒有天花板，它不斷和各行各業碰撞出更多聯系，只會是‘1+N’的關系。”由此可見，3D 打印擁有廣闊的發展空間，根據國家統計局數據，2020年，規模以上高技術制造業增加值比上年增加7.1%，快于全部規模以上工業4.3個百分點。3D打印設備大幅增產，增速達1倍以上，市場需求很大。

滿足個性化定制需求

“工業4.0”時代，傳統制造業向“智能制造”轉型成為必然趨勢，個性化需求、批量定制化制造成為潮流。隨著新的信息技術、控制技術、材料技術等被廣泛應用到制造領域，3D打印技術也將被推向更高的層面。“傳統制造業在大規模制造方面具有優勢，而3D打印只要能夠做出建模就能夠制作，更適用于小批量生產，二者是制造和定制的區別。”徐旭表示。

能夠進行個性化定制是3D打印具有的天然優勢，其按需制造、精確實體復制、便攜制造等特點，可以降低制造費用，縮短加工周期，實現設計制造一體化和復雜制造。徐旭認為：“3D 打印優勢的核心在于解放了思維禁錮，讓想法變成現實，如果一件產品有感覺不方便的地方，就可以用3D打印改造它。”

據了解，去年Impact Footwear推出3D打印人字拖，可以定制各個部分的造型和顏色甚至鞋底內部的網格結構，讓用戶根據需求獲得不同的回彈效果，其定制價格每雙達600多元。此外，記者從網上了解到，3D打印的磁懸浮月球燈售價達300元以上，一些個性化的3D 打印陶瓷花瓶擺件售價達600元以上。

在3D打印產品高價格的背后是個性化生產帶來的高溢價。3D打印可以用來制作幾何結構復雜、形狀難以琢磨的物品，解決制作過程中的工藝難題。不僅可以滿足設計師天馬行空的產品個性化的方案，也可以讓生產者按照消費者的需求生產創意產品，讓產品的個性化設計成為可能。

行業發展任重而道遠

2019年，中國3D打印產業規模為157.5億元，較上年增加31.1%，根據工信部數據，2020年，全國規模以上增材制造裝備制造企業營業收入105.2億元，同比增長14.6%，實現利潤總額9.7億元，同比增長142.5%。

在快速發展的背后，3D打印仍然面臨許多困境，2013年左右3D打印大風刮起之后，一批做電腦、貿易的企業轉型發展3D打印業務，然而市場終歸要回歸理性。徐旭表示，3D打印是設備而不是玩具，最終還是要回歸于生產與設備制造上。而且，3D打印行業拼的是技術與服務，只有掌握了核心技術才能在實踐的檢驗中存活。

現在青島大約有70余家3D打印公司，其中大部分是小公司，主要提供工業打樣服務，技術開發對公司實力要求很高。徐旭表示，當前3D 打印從業者大多是材料、電子行業出身，有些人也有制造業背景，專業人才依然缺乏。同時，材料問題也是3D打印的一大痛點，盡管從理論上來說所有材料都可以用來3D打印，但是目前的打印材料主要以石膏、光敏樹脂、塑料為主，工業級的3D打印材料也十分有限，目前適用的金屬材料只有10余種，受技術限制較大，應用范圍相對較窄。

去年，國家標準化管理委員會、工信部、科技部、教育部等六部門印發《增材制造標準領航行動計劃（2020-2022年）》，不僅提出要建立立足國情、對接國際的增材制造新型標準體系，也在組織協調、資金保障、人才培養方面提出一些保障措施，推動行業標準化發展。

對于3D打印行業發展的現狀，徐旭認為：“3D打印的發展和電腦的發展有點像，但是有可能會比電腦發展要快一些。3D打印雖然起源于國外，但是基于中國制造業發展基礎和工業化進程，3D打印的發展值得被看好。”3D打印發展至今，經歷了熱度的沉浮和實踐的洗練，隨著新材料的不斷開發和工藝上的進步，3D打印將不斷拓寬應用領域，推動傳統制造業的變革。

關鍵詞：