2012年4月，英國《經(jīng)濟學(xué)人》刊文認為，3D打印技術(shù)將與其他數字化生產(chǎn)模式一起，推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現。

　　傳統制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”，3D打印則是“增材制造技術(shù)”，它具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標志性的生產(chǎn)工具”。

　　3D打印技術(shù)的發(fā)展前景如何？中國能否抓住這一技術(shù)變革帶來(lái)的機遇，在工業(yè)制造上趕超發(fā)達國家？記者對此進(jìn)行了調查采訪(fǎng)。

　　3D打印最大優(yōu)勢在于拓展設計人員的想象空間

　　只需在電腦中繪制一個(gè)三維鼠標圖，按下“確定”鍵，一個(gè)實(shí)實(shí)在在的鼠標外殼就可“打印”出來(lái)

　　按照傳統的制造方法，制造一個(gè)普通的鼠標外殼，大約需要七八道工序：繪制草圖、制作泥模、雕刻鼠標原型、生產(chǎn)出模具、用壓力將熔融的塑料注進(jìn)模具，再冷卻成型……

　　如果借助3D打印，你只需要在電腦中繪制一個(gè)三維鼠標圖，按下“確定”鍵，稍等一會(huì )兒，一個(gè)實(shí)實(shí)在在的鼠標外殼就可“打印”出來(lái)。

　　從復雜的工業(yè)零件到日常生活中的鍋碗瓢盆，只要有三維數據和相應的材料，無(wú)需借助模具或刀具，就可以被“打印”出來(lái)。

　　3D打印技術(shù)為何如此神奇？

　　據專(zhuān)家介紹，3D打印參照的是打印機技術(shù)原理，分層加工：將計算機設計出的物體分解成若干層平面數據，然后把金屬、陶瓷等粉末材料按平面數據燒結，形成一個(gè)平面形狀，再通過(guò)層層累積疊加，生成一個(gè)立體物體。

　　與傳統的去除材料加工技術(shù)不同，3D打印將多維制造變?yōu)楹?jiǎn)單的由下至上的二維疊加，從而大大降低了設計與制造的復雜度。同時(shí)，3D打印還可以制造傳統方式無(wú)法加工的奇異結構，尤其適合動(dòng)力裝備、航空航天、汽車(chē)等高端產(chǎn)品上關(guān)鍵零部件的制造。

　　華中科技大學(xué)快速制造中心是我國最早研發(fā)3D打印技術(shù)的單位之一，該中心主任史玉升認為，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢在于能拓展設計人員的想象空間：“只要能在計算機上設計成三維圖形的東西，無(wú)論是造型各異的服裝、精美的工藝品，還是個(gè)性化的車(chē)子，如果材料問(wèn)題解決了，都可以打印。”

　　史玉升甚至這樣暢想：將來(lái)的某一天，準備出國的人在出門(mén)前覺(jué)得所穿鞋子太大眾化了，可以自己設計并“打印”出一雙獨一無(wú)二的鞋子；然后開(kāi)著(zhù)早已“打印”好的個(gè)性化的轎車(chē)奔向機場(chǎng)；登上飛機得知，這是一架“打印”出來(lái)的飛機……

　　加工成本低、生產(chǎn)周期短、節省材料

　　大到飛行器、賽車(chē)，小到服裝、手機殼都可3D打印。美國小型家用3D打印機“每4公里有一臺”。中國正開(kāi)發(fā)一款1萬(wàn)元左右的3D打印機，將向學(xué)校推廣

　　與傳統的制造技術(shù)相比，3D打印具有加工成本低、生產(chǎn)周期短、節省材料等明顯優(yōu)勢，從航空、動(dòng)力裝備到醫療、體育、影視等諸多領(lǐng)域，均可大顯身手。

　　事實(shí)上，在美英等國，3D打印技術(shù)已有較為廣泛的應用。

　　大到飛行器、賽車(chē)，小到服裝、手機殼，制造廠(chǎng)家借著(zhù)3D打印的東風(fēng)，煥發(fā)出新的生命力。由于3D打印制品能實(shí)現產(chǎn)品的自然無(wú)縫連接，從而達到傳統制造方法遠不可即的結構穩固性和連接強度，已成為國外研究空間飛行器的關(guān)鍵技術(shù)。據悉，美國國家航空航天局正在研究一項被稱(chēng)為“未來(lái)3D打印宇宙飛船”的技術(shù)，希望通過(guò)3D打印，制造出“廉價(jià)的機器人(26.150,-0.82,-3.04%)宇宙飛船”。

　　在美國，價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便的小型家用3D打印機已到了“每4公里范圍內有一臺”的普及程度，其購買(mǎi)量不斷攀升。

　　在我國，華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、清華大學(xué)等高校和科研機構也相繼研發(fā)出多種系列的3D打印機，部分技術(shù)已達到世界領(lǐng)先水平。

　　史玉升介紹，一些鑄造企業(yè)應用他們研發(fā)的選擇性激光燒結3D打印機，將復雜鑄件的交貨期由傳統的3個(gè)月縮短到10天左右；某發(fā)動(dòng)機制造商采用他們的設備，把大型六缸柴油發(fā)動(dòng)機缸蓋砂芯的研制周期，由過(guò)去的5個(gè)月縮短至1周。

　　目前，他們正在開(kāi)發(fā)一款1萬(wàn)塊錢(qián)左右的3D打印機，將來(lái)向學(xué)校推廣。“3D打印技術(shù)可以讓孩子們迅速將自己的創(chuàng )新設計變成實(shí)物，有助于提高中小學(xué)生的創(chuàng )新、設計和動(dòng)手能力。”

　　“金屬3D打印技術(shù)開(kāi)辟了骨科植入技術(shù)的新紀元，使多孔生物學(xué)固定表面制造瓶頸迎刃而解。”上海交通大學(xué)[微博]李祥教授說(shuō)，他們正致力于將此技術(shù)運用到臨床醫學(xué)治療中。北京航空制造所基于3D打印技術(shù)研發(fā)了國內第一臺電子束熔絲沉積成型設備，大幅提升了材料的利用率，減少了銑切量，縮短了制造周期。

　　有專(zhuān)家認為，3D打印作為一項顛覆性的制造技術(shù)，誰(shuí)能夠最大程度地研發(fā)、應用，就意味著(zhù)掌握了制造業(yè)乃至工業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權。

　　中國被認為有望成為最大3D打印業(yè)國家

　　目前3D打印技術(shù)尚不具備取代傳統制造業(yè)的條件，在大批量制造等方面，高效低成本的傳統減材制造法更勝一籌

　　《國際增材制造行業(yè)發(fā)展報告》顯示，3D打印技術(shù)2011年全球直接產(chǎn)值為17.14億美元，年增長(cháng)達29.1%。隨著(zhù)我國3D打印技術(shù)的不斷突破和全球市場(chǎng)份額的增加，美國得克薩斯州大學(xué)Davidl·bourell教授預言：中國有望成為最大的增材制造業(yè)國家。

　　不過(guò)，讓夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)的3D打印技術(shù)，目前還有一些短板。

　　“由于增材制造的材料研發(fā)難度大，導致3D打印制造成本較高；金屬材料成形的制造效率不高，每小時(shí)大約只有100到3000克。”西安交通大學(xué)盧秉恒院士指出，目前增材制造技術(shù)在我國主要應用于產(chǎn)品研發(fā)，還面臨制造精度不高等實(shí)際問(wèn)題。

　　據了解，增材制造技術(shù)在我國重工業(yè)零部件制造方面得到一定應用，但尚未進(jìn)入大規模工業(yè)化，其工藝與裝備都有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

　　華中科技大學(xué)王運贛教授則認為：未來(lái)傳統的減材制造法依然是主流，增材制造法是補充手段。他希望大家能理性看待3D打印，與長(cháng)期使用的減材制造法進(jìn)行比較，以便更好地發(fā)揮增材制造法的優(yōu)勢，克服增材制造的缺陷。

　　就目前的形勢來(lái)看，3D打印技術(shù)尚不具備取代傳統制造業(yè)的條件；在大批量制造等方面，高效低成本的傳統減材制造法更勝一籌。

　　難以形成規模經(jīng)濟，是3D打印的軟肋。如何邁過(guò)這道坎兒，是目前科技界和工業(yè)界的待解難題。