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3D打印热背后的预言 第三次工业革命?

  【智慧城市网】小到一颗螺丝,大到一幢房子,3D打印似乎“无所不能”。3D打印与传统制造方式不同的特性及其理论上近乎“无限”的可能性,触动了科技界、产业界的敏感神经。这一技术真能如人们想像中那样,成为开启第三次工业革命的钥匙吗?
  
  奥巴马的“工作计划”
  
  3D打印的热潮开始于资本市场。2012年,美国从事3D打印的一系列企业股价均出现大幅上涨,其中包括3DSystems、Stratasys,Ltd.、ExOneCo.等。Stratasys的股票市场去年累计涨幅达540%,刚上市的ExOne的股价也累计上涨了47%。
  
  投资者的热情自然吸引了媒体的目光。英国的《经济学人》在专题中认为,3D打印将颠覆规模生产的优势,降低设计的门槛,改变供应链的地理格局,而且将3D打印描述为当今全球范围内工业领域正在经历的第三次工业革命,即数字化革命的重要组成部分。
  
  而《连线》杂志的主编克里斯-安德森更是放弃了杂志主编的工作,转而投身3D打印产业,担任他创办的3D打印制造公司3DRobotics的CEO。
  
  3D打印的热度之高,使得美国总统也将其列入了自己的“工作计划”。今年二月份,奥巴马在举国瞩目的国情咨文演讲中多次强调3D打印技术的重要性,称其将加速美国经济的增长。奥巴马指出:政府不仅已经在俄亥俄州扬斯敦成立了首个制造创新中心,而且还有3个创新研究中心在筹建当中,最终将会发展成一个3D打印制造业的全美网络,美国一些落后地区将再次创造奇迹,成为全球新的高科技中心。
  
  目前,国内企业也在3D打印技术应用领域有所斩获,3D打印技术正被社会大众所接受,并被广泛地运用到航空航天、汽车零部件、重大装备、文化创意、生物医学等领域。根据最新报告,2012年全球3D打印设备和服务整体市场为22亿美元,其中,美国约占60%,德国、日本、中国等各约占10%。
  
  引领第三次工业革命?
  
  那么,3D打印真的能如人们所想的那样,成为开启第三次工业革命大门的钥匙吗?
  
  对一些人来说,答案无疑是肯定的。“3D打印是在第三次工业革命之内重要的一个环节,也是重要的领域。”日前召开的3D打印产业技术大会上,中国工程院院士、中国工程物理研究院研究员徐志磊如此表示。
  
  确实,与传统的制造技术相比,3D打印具有加工成本低、生产周期短、节省材料等明显优势,从航空、动力装备到医疗、体育、影视等诸多领域,均可大显身手。
  
  目前,3D打印技术已经逐渐融入到制造业的各个领域,大到飞行器、赛车,小到服装、手机壳,在美国,价格低、操作简便的小型家用3D打印机甚至已到了“每4公里范围内有一台”的普及程度。
  
  当然,不能简单地就此认为,3D打印已经成为理想的制造方式。实际上,3D打印仍然受到材料成本高、成型精度低、制造效率差等条件的制约,距离第三次工业革命所要求的“大规模生产系统、柔性制造系统和可重构生产系统”还相去甚远。
  
  击垮传统制造业?
  
  在更多的3D打印从业者眼中,指望3D打印代替传统制造业是不现实的。
  
  在实际使用中,由于用于增彩制造的材料研发难度大等原因,导致其成本一般达到每克10至100元;而每小时的用量,如果是金属加工的话,可达100至3000克。这样的成本,显然远远超过大众的承受范围。更重要的是,由于使用金属的3D打印耗能较高并具有一定危险性,目前的家用3D打印机多数只能采用单一的塑料材质,这也大大限制了其实用性。
  
  正相反,与传统产业相结合才是3D打印行业的出路。
  
  中国3D打印技术产业联盟联席理事长、华中科技大学材料学院副院长、教授史玉升指出:“这种技术(3D打印)出来不是取代了传统技术,而是跟传统技术相结合。”而3D打印企业WohlersAssociates的主席TerryWohlers则表示,3D打印最大的市场是为最终产品提供零件。
  
  那么,我们究竟该如何理解3D打印技术将为我们的生活带来的变化?参考上个世纪七八十年代个人电脑的普及过程,也许就能得出一个很好的答案。曾经,很多人质疑个人拥有电脑的必要性,当时的个人电脑也确实昂贵并且原始。但历史最终证明,这台能让人发挥创造性的机器进入了人们的生活,也改变了人们的生活。
  
  三十多年后,3D打印技术或许也将走上这条道路。
    
  揭秘
  
  北京3D体验馆顾客不断
  
  打印15厘米人偶要仨小时
  
  虽然地处繁华的新街口外大街,但找到上拓3D打印体验馆还是需要费一番工夫,这座隐藏在DRC北京工业设计创意产业基地1层南区的全国首家3D打印体验馆面积不足40平方米,但在记者采访的2小时内,慕名而来的顾客却不少,有意向的加盟商、想制作人偶的年轻情侣、科研院校的学者,都对3D打印表现出了浓厚的兴趣。
  
  过程很漫长
  
  虽然如今的3D打印被人们冠以“神奇”、“伟大”,但其实这项技术早在20年前就有。作为一种快速成形技术,完成3D打印首先需要将物品转化为3D数据,然后运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,逐层分切打印。工作人员手持一台3D扫描仪,围绕记者360度旋转扫描后,记者的立体数据就出现在电脑屏幕上,整个过程大约3分钟。上拓科技首席运营官邵漠宇告诉记者,电脑性能越好,传输速度越快。在后期的数据修复阶段,工作人员还可以根据顾客需要去修改数据,这个环节有点类似“PS功能”。软件处理完成后便进入到打印环节。
  
  在打印室,记者看到了一台可以打印人偶的全彩3D打印机,个头是桌面3D打印机的3倍,价值六七十万元。将一种细密的、白色粉末状的原材料放在工作台下,点击打印材料,喷头逐层喷出挤压堆积成型,就能打印出一个“如假包换”的彩色人物塑像。但打印过程却很漫长,打印一个15厘米的缩小版自己,至少需要3个小时。
  
  价格有点贵
  
  目前,打印一个15厘米的小型人偶需要花费1500元左右,这样的价格对于普通百姓而言,还是有点贵。“民用3D打印现在根本不赚钱,甚至可以说是赔钱。”邵漠宇表示,原材料成本是大头,基本占1/3,以石膏粉为例,目前每克原材料再加上墨水、胶水的成本在8至10元。人工和维护成本占1/3,如果再算上房租、水电和机器的损耗,利润空间并不大。“如果短期内你想靠开3D打印馆发财,还是打消这个念头吧。”邵漠宇说。
  
  但在美国,3D打印的价格却亲民很多。《生活大爆炸》中科学家们购买的二手3D打印机价格为5000美元,打印一个人偶玩具的价格也仅仅为国内的一半儿。据了解,目前全世界90%的3D打印技术被美国的两家公司3Dsystems公司和Stratasys公司垄断,再加上美国政府对3D打印的支持力度,所以成本优势明显。“现在3D打印还是靠工业领域赚钱。打印一个人偶需要3个小时才1500元,但出去扫描一次工业数据就需要1500元。”邵漠宇说。
  
  市场
  
  3D打印机一周卖出10多台
  
  刚刚过去这一周,已经有人把3D打印机当作“玩具”搬回家了。上周四,京东商城宣布独家首发Cube3D打印机,售价为14999元。截至上周末,京东商城宣布这款3D打印机已经售出超过10台,且均为个人买家。
  
  在京东商城Cube3D打印机的介绍上写到,只要有一个三维模型数据的创建,用户就可以通过U盘或者直接连接电脑进行打印操作了,打印内容包括机器人、飞机、杯子、门把手、玩具、塑料皮鞋、餐巾环等。这种入门级的3D打印机售价并不便宜,目前在京东上的售价为近1.5万元,一个3D打印所需要的耗材费用也高达699元。
  
  不过,如此“不菲”的价格并没有将好奇的消费者阻挡在门外,据京东介绍,仅一周的时间,3D打印机已卖出超过10台。京东方面表示,由于并没有想到3D打印机会如此畅销,导致有些型号耗材已出现了缺货现象。
  
  当然,大多数网友对这一新鲜事物持有观望和围观的态度。记者看到,在京东商城客服资讯页面上,截至昨日傍晚有214位网友对该商品进行了咨询。而一名网友对已购买的3D打印机“晒单”,也引发了100多位网友的回复和留言。还有一些网友调侃式地询问“能打印媳妇吗?”“可以使用发酵后的面团作为原料,打印出蛋糕等糕点吗?”也在微博上引起大量转发。

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