“3D打印技術(shù)(增材制造技術(shù))是新的工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù),中國在該技術(shù)領(lǐng)域已取得了很大的成績(jì),基本與西方發(fā)達國家處于同一水平。”中國工程院院士李培根近日表示。
美國《時(shí)代》周刊將3D打印列為“美國十大增長(cháng)最快的工業(yè)”,英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志則認為它將“與其他數字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現第三次工業(yè)革命”。
“3D打印作為先進(jìn)制造技術(shù)之一,是一項革命性新型制造技術(shù),它改變了通過(guò)對原材料進(jìn)行切削、組裝進(jìn)行生產(chǎn)的加工模式,實(shí)現了隨時(shí)、隨地、按不同需要進(jìn)行生產(chǎn)。”在12月16日武漢舉行的2012增材制造技術(shù)國際論壇上,工業(yè)和信息化部副部長(cháng)蘇波稱(chēng),3D打印將深刻影響制造業(yè)的未來(lái),成為未來(lái)新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。為加快推動(dòng)3D打印制造技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,我國將加強頂層設計和統籌規劃;加大財稅政策引導力度;適時(shí)籌建增材制造行業(yè)組織。
個(gè)性化定制是其最大特色
被稱(chēng)為“互聯(lián)網(wǎng)女皇”的MaryMeeker在《2012互聯(lián)網(wǎng)趨勢報告》中分析認為:“3D打印機的出現,讓個(gè)性化定制成為可能,生產(chǎn)制作將面臨變革。”這一場(chǎng)革命將是破壞性的,就像1750年的蒸汽機,1450年的印刷術(shù),1950年的晶體管,3D打印也將在漫長(cháng)的時(shí)光里改變著(zhù)這個(gè)世界。
中國工程院院士盧秉恒認為,在3D打印的大潮之下,個(gè)性化的定制產(chǎn)品將成為主流。每一個(gè)人的不同需求,都能通過(guò)3D打印得到滿(mǎn)足,人們的生活方式將被徹底改變。
英國增材制造協(xié)會(huì )主席彼得·托馬斯介紹,目前3D打印機已被用于多個(gè)行業(yè)的樣品制造,特別是在航空航天、醫療、建筑、運動(dòng)、娛樂(lè )、汽車(chē)和個(gè)性化定制等行業(yè)。
眾所周知,18世紀晚期,工業(yè)革命讓大規模制造成為現實(shí),并且以前所未有的方式改變了全球的經(jīng)濟和社會(huì )格局。不可否認的是,大批量生產(chǎn)幾乎能夠提供任何人們想要的產(chǎn)品,但這些標準化的,甚至是千篇一律的產(chǎn)品,已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足人們的個(gè)性化需求。而3D打印的出現,滿(mǎn)足了人人可以創(chuàng )造個(gè)性化產(chǎn)品的需求。
雖然處于起步階段,但3D打印市場(chǎng)已呈現出勢如破竹的前景。據《國際增材制造行業(yè)發(fā)展報告》統計,2011年,3D打印在全球的直接產(chǎn)值已經(jīng)達到17.14億美元,比前一年增長(cháng)了29.1%。據預測,到2015年,其市場(chǎng)規模將達37億美元。
據了解,我國從上世紀90年代起開(kāi)始研發(fā)增材制造技術(shù),目前西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京隆源公司等高校、研究機構以及企業(yè)已經(jīng)取得不俗的研究成果,研發(fā)出光固化、金屬熔敷、陶瓷成形、激光燒結、金屬燒結、生物制造等類(lèi)型的增材制造裝備和材料。
3D尚不能顛覆傳統制造業(yè)
3D打印技術(shù)的出現,帶給人類(lèi)一種全新生產(chǎn)方式的啟迪,并且挑戰了傳統工業(yè)整體格局和大規模生產(chǎn)方式理念。如此,3D打印技術(shù)帶來(lái)的一個(gè)挑戰是,由于人們有了可以隨時(shí)隨地制造自己喜歡的產(chǎn)品的能力,他們將不再依賴(lài)于大量廉價(jià)生產(chǎn)的一模一樣的產(chǎn)品。從這種意義上說(shuō),傳統制造業(yè)正面臨著(zhù)一次深刻的“革命”。
業(yè)界普遍認為,3D打印技術(shù)的應用將從兩個(gè)方面深刻改變傳統制造業(yè)形態(tài):一是使制造工藝發(fā)生深刻變革;二是使制造模式發(fā)生革命性變化。“堆積制造將改變第二次工業(yè)革命產(chǎn)生的以裝配生產(chǎn)線(xiàn)為代表的大規模生產(chǎn)方式,使產(chǎn)品生產(chǎn)向個(gè)性化、定制化轉變。”中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院裝備工業(yè)研究所所長(cháng)左世全表示,消費者只要簡(jiǎn)單下載設計圖,在數小時(shí)內通過(guò)3D打印機就可將產(chǎn)品“打印”出來(lái),從而不需要大規模生產(chǎn)線(xiàn),不需要大量生產(chǎn)的工人,不需要庫存大量的零部件。
據了解,自3D打印技術(shù)問(wèn)世以來(lái),一直存在傳統制造業(yè)會(huì )否被其顛覆和取代的疑慮。尤其是3D打印機將對中國廉價(jià)勞動(dòng)力帶來(lái)的直接沖擊,已經(jīng)引起了相關(guān)人士的“過(guò)度恐慌”。對此,左世全表示,“3D打印技術(shù)是對切削、鑄造、鍛造與焊接等傳統制造技術(shù)的補充與完善,不可能完全取代傳統制造技術(shù)。”3D打印技術(shù)在部分領(lǐng)域改變了福特制大規模生產(chǎn)線(xiàn)的生產(chǎn)方式,使得未來(lái)的生產(chǎn)將不再需要大規模的生產(chǎn)線(xiàn)。長(cháng)期來(lái)看,會(huì )給中國的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一定沖擊,但不會(huì )帶來(lái)海量失業(yè),短期內并不能像工業(yè)機器人一樣實(shí)現對勞動(dòng)力的大規模替代。
左世全進(jìn)一步解釋?zhuān)?D打印機的制造精度尚不能與傳統超精度加工技術(shù)相提并論,而且3D打印機的生產(chǎn)效率還比較低,目前每小時(shí)只能加工幾公斤,且主要適用于產(chǎn)品研制及不計成本的復雜零部件生產(chǎn)。此外,成本較高、原材料有限等問(wèn)題也使得3D打印機面臨諸多挑戰。
據了解,2012年10月中旬,中國工程院?jiǎn)?dòng)調查,論證3D打印技術(shù)的“終極前景”。“傳統技術(shù)我們很難趕上美國,但在這個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域,我們已經(jīng)和他們站在同一條起跑線(xiàn)上。”一位業(yè)內人士表示。
加快推進(jìn)3D產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
雖然我國的3D打印技術(shù)已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步,但還主要停留在設計和樣機開(kāi)發(fā)階段,尚未實(shí)現規?;a(chǎn)。專(zhuān)家表示,3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化主要體現在先進(jìn)材料的突破、生產(chǎn)成本的降低、工藝的完善及應用規模的擴大,預計到2015年我國可以初步實(shí)現產(chǎn)業(yè)化,2020年才能實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。
“中國的3D打印現在的技術(shù)總體上還處在產(chǎn)業(yè)化起步階段,就目前的階段來(lái)看,只是會(huì )提高個(gè)別零部件企業(yè)生產(chǎn)效率,實(shí)現部分產(chǎn)品的個(gè)性化訂制。”據左世全透露,當前,國家正在醞釀給予多方面政策支持,力求推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化,未來(lái)的發(fā)展前景十分看好。
同樣,賽迪智庫出臺的研究報告也就3D打印產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題進(jìn)行了研究。報告指出,為了推進(jìn)我國增材制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,我國將在《智能制造裝備發(fā)展專(zhuān)項》中設立堆積制造裝備專(zhuān)項,加快堆積制造的推廣應用和試點(diǎn)示范,建立政府對我國堆積制造產(chǎn)品的早期采購政策。與此同時(shí),我國還將鼓勵金融機構開(kāi)展多種形式的首臺套保險業(yè)務(wù),建立支持堆積制造業(yè)發(fā)展的多渠道、多元化投融資機制,引導創(chuàng )業(yè)投資和股權投資向堆積制造領(lǐng)域傾斜,鼓勵民營(yíng)資本進(jìn)入堆積制造領(lǐng)域等。