這個神奇的它，就是3D打印技術(shù)——不是打印三維立體畫，而是打印真真切切的三維實物。從發(fā)達國家到中國，“3D打印”炙手可熱。惟有祛除虛火，擺脫跟風(fēng)炒作，少談“革命”，多找應(yīng)用，快補短板，立足信息化帶動工業(yè)化，助推制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級，這個新興產(chǎn)業(yè)才會迎來健康發(fā)展。
一塊“打印”出來的骨頭
“那是很復(fù)雜的髖關(guān)節(jié)手術(shù)，可主刀醫(yī)生拿起刀，不假思索做完整個手術(shù)。”回憶7年前在德國漢堡觀摩的骨科手術(shù)，東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院骨科主任王宸教授難掩興奮。
“這手術(shù)，換咱們做，要等創(chuàng)面打開，仔細探查，敲定方案才會動刀。他怎么上來就敢下刀？德國醫(yī)生拿出病人手術(shù)部位的骨骼模型。他已在這上面操練多次了。”當(dāng)王宸被告知，這骨頭是用3D打印機“打印”的，別提有多好奇了。最近，他欣喜得知：花16萬元，在南京就能買到3D打印機。
為王宸圓夢的3D打印機，由南京紫金立德電子有限公司生產(chǎn)。記者日前走進這家公司，見到這款神奇的機器。它比噴墨打印機略大，流線外形小巧精致。打開機器蓋頭，操作臺上，一塊琥珀色的“方磚”已有寸高，一根針在“方磚”上用力刻畫，吱吱作響。針走一圈，邊上就推送一層膜覆上，“方磚”內(nèi)，一個不規(guī)則部件形狀初現(xiàn)。
“3D打印機，其實是快速成型機，叫它“打印機”，更多為方便公眾理解。”紫金立德公司總經(jīng)理連寧說，全球3D打印機形成四大流派，即熔融堆積、疊層堆積、粉末堆積、激光成型。它們都用軟件設(shè)計三維圖，再用塑料、金屬、樹脂等耗材，逐層累積“打印”三維實物。紫金立德所產(chǎn)3D打印機，就屬疊層堆積。而在南京寶巖自動化公司，記者見到另兩種3D打印機：
一根白色塑料繩穿過操作臂，經(jīng)230度高溫熔化后，從細小的噴嘴里流出，在操作臺上一層接一層地游走描畫，塑料隨即凝結(jié)成型。這不是蛋糕師做奶油裱花，而是熔融堆積3D打印機在做薯條。制作這小小玩具，它要8小時。
“這是粉末堆積打印機，它有1000多個噴嘴，能噴出幾百萬種色彩。它能逐層堆積石膏粉末，打出立體彩色沙盤。”南京師范大學(xué)自動化學(xué)院教授、寶巖公司董事長楊繼全說。
“把思想快速物化、可視化，是3D打印技術(shù)最大的優(yōu)點。它能縮短新品開發(fā)周期，提高設(shè)計質(zhì)量，降低研發(fā)成本。”南京理工大學(xué)自動化學(xué)院孔建壽教授說，“過去，設(shè)計師先畫圖，再做模具，稍有出入，都要從頭再來，花幾個月很正常。而有了3D打印機，設(shè)計師白天畫圖，晚上打模型，第二天拿著實物討論，要改，點點鼠標就行。等設(shè)計到位，再做模具。”南京翰納科技公司花2萬元購置寶巖所生產(chǎn)的3D打印機，開發(fā)等離子保鮮器，一次制模成功，而在過去，那得開模七八次，花費八九萬元。
生產(chǎn)構(gòu)造復(fù)雜、批量小的零部件，3D打印機身手不凡。“這渦輪零件，構(gòu)造很復(fù)雜，用傳統(tǒng)工藝鑄模，只能分片制作再焊接，做起來很慢，精度難保證。拿3D打印機做，只要設(shè)計出來，就能一絲不差打出來。日本雅馬哈摩托車隊野外訓(xùn)練，有些特殊零件壞了，用我們打印機打出來，換上去就能用。”連寧說，有些個性化產(chǎn)品，如假牙，每一顆都不同，用3D打印機“打印”，既經(jīng)濟，又合嘴。
這個產(chǎn)業(yè)江蘇有基礎(chǔ)
3D打印算不得最新技術(shù)。上世紀80年代末，全球首臺3D打印機已在美國誕生。這個產(chǎn)業(yè)，以色列、美國、德國領(lǐng)跑全球，中國跟隨其后，而江蘇基礎(chǔ)不錯，處于國內(nèi)前列。
技術(shù)引進，原料進口，產(chǎn)品出口，紫金立德投產(chǎn)三年，產(chǎn)能躋身國內(nèi)前列，已向30多個國家出口1260臺機器。公司拿出25%的股份，買斷以色列Solidimension公司疊層堆積技術(shù)，并已消化吸收，打印機零部件國產(chǎn)化率達六成。
自主研發(fā)6款3D打印機，收獲26項發(fā)明專利、6項軟件著作權(quán)，楊繼全靠的是整合資源開放式創(chuàng)新。他所帶南師大30人團隊，來自軟件、電子、機械等多個學(xué)科，從事基礎(chǔ)研究；公司所聘十幾位工程師，承擔(dān)應(yīng)用研究。他還支付項目經(jīng)費，向上海交大、美國克拉姆森大學(xué)購買研發(fā)服務(wù)。被其視為“寶貝”的粉末堆積3D打印機，歷時8年研發(fā)成功，寶巖握有全套技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)。今年，公司有4款設(shè)備形成量產(chǎn)，已售出480臺，收入611萬元，公司略有盈利。
滿足個性化需求，進入個人市場，被視為3D打印機新的發(fā)展方向。全球首款3D打印個人機前年入市，去年銷量增長近3倍。今年，美國家用3D打印機已上市，單價1500美元以下，頗受孩子歡迎，售出1萬臺。寶巖新近推出個人機，售價8000元，售價萬元的家用機明年上市。
發(fā)展3D打印，江蘇高度重視。楊繼全研發(fā)團隊成立10年，各級財政投入扶持資金1927萬元。省里將加大對這一產(chǎn)業(yè)的政策及資金扶持力度。
它革不了傳統(tǒng)制造業(yè)的命
去年至今，3D打印在發(fā)達國家被賦予前所未有的地位：與蒸汽機、晶體管并列的偉大發(fā)明、第三次工業(yè)革命最具標志性的生產(chǎn)工具……3D打印機將替代傳統(tǒng)制造業(yè)的預(yù)言廣為傳播。以提出“第三次工業(yè)革命”的里夫金為代表，很多人詩意憧憬未來：
花幾千美元，買臺3D打印機，人人都能開工廠、辦公司，想要什么，只需下載圖紙，按一下“打印”鍵，就去喝咖啡吧，剩下的事，交給3D打印機。
這股“3D打印神話”正向中國蔓延。今年，國內(nèi)股市涌出近十只3D打印概念股，備受游資追捧，股價幾度漲停，有的甚至翻番。華泰證券研究所研究員蔣宏民說，這些股票所屬企業(yè)，多半跟3D打印并無關(guān)聯(lián)，僅有兩家生產(chǎn)3D打印機，但項目剛剛起步。
“3D打印熱，炒作大于實際意義！”南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院田宗軍教授說。受訪的14位國內(nèi)專家指出，3D打印技術(shù)還在發(fā)展，產(chǎn)業(yè)遠未成熟，替代不了傳統(tǒng)制造業(yè)，將其重要性吹捧過頭，會誤導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。服務(wù)創(chuàng)意，生產(chǎn)特殊零部件，3D打印有優(yōu)勢，但它只是對傳統(tǒng)工藝的補充，只是“錦上添花”的技術(shù)。不能把3D打印萬能化，什么“打印飛機”、“打印汽車”，都不靠譜，只是打個模型。南京大學(xué)錢志新教授說，3D打印“打印”是表象，核心在軟件，只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合，這種信息技術(shù)才有更大生存空間。
一項新技術(shù)能有多大前景，取決于需求與成本。“全球3D打印機去年產(chǎn)銷3萬臺，收入40億美元”；“去年全球行業(yè)產(chǎn)值7—8億美元，中國僅為1—2億元人民幣”……對3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模，業(yè)內(nèi)評估不一。而據(jù)美國權(quán)威咨詢數(shù)據(jù)，去年全球該行業(yè)產(chǎn)品與服務(wù)收入17億美元，今年可達21億美元，到2019年，將達60億美元。國內(nèi)3D打印用戶多為學(xué)校、醫(yī)院，而企業(yè)創(chuàng)新意識不足，需求極少。紫金立德內(nèi)銷3D打印機僅60臺。這區(qū)區(qū)幾十億美元，如何迅速造就一個“革命性產(chǎn)業(yè)”？
至于個性化生產(chǎn)，未來會有發(fā)展，但要取代機器大生產(chǎn)，眼前看不到可能。一臺3D打印機，不足以讓人類回歸自給自足的小生產(chǎn)。比起標準化、規(guī)模化的流水線，其制造成本更高、效率更低。華中科技大快速制造中心副總經(jīng)理吳澄說，用3D打印制造汽車發(fā)動機，成本是車價的50倍。紫金立德所產(chǎn)3D打印機一次“打印”9枚高爾夫球，就要8小時。要是“打印”飛機、汽車，成本之高誰能承受？誰會做出如此不經(jīng)濟的選擇。更何況，技術(shù)還不允許這么做。
扶持新興產(chǎn)業(yè)不能走老路
“我們設(shè)計產(chǎn)能2萬臺，要做到盈虧平衡，每年必須產(chǎn)銷1500臺。前年出口近700臺，去年賣出300多臺，今年外需繼續(xù)滑坡，銷量只有200多臺。”連寧直言，公司雖能盈虧平衡，若考慮1億元前期投入，那是虧損嚴重。國內(nèi)現(xiàn)有40多家3D打印企業(yè)，拿出產(chǎn)品的近10家，其中，產(chǎn)量過百臺的僅4家，而擁有核心技術(shù)的，那就更少了。從核心技術(shù)、應(yīng)用材料到市場渠道，3D打印產(chǎn)業(yè)的“命門”握在發(fā)達國家手中。所謂“中國3D產(chǎn)業(yè)與國外差距不大”，這種說法盲目樂觀。
軟件之于3D打印機，好比大腦之于人。缺了軟件，設(shè)計師靈感再多，變不成模型，打不出實物。作為3D打印支撐技術(shù)的軟件系統(tǒng)，現(xiàn)為美國、以色列幾家大公司控制，國內(nèi)近乎空白。
“耗材技術(shù)滯后，是國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)面臨的最大制約。”亞洲制造業(yè)協(xié)會總監(jiān)王玨說。紫金立德一年進口20多噸PVC材料，每公斤就要10美元。這種材料對純度、平整度要求極高，國內(nèi)做不出。常州有家小企業(yè)，答應(yīng)為其加工耗材，真能做出來，價格只要進口的三分之一。耗材開發(fā)滯后，制約了3D打印應(yīng)用。像醫(yī)療行業(yè)，從假肢、假牙到血管支架、皮膚，國外都能打出來，而國內(nèi)只能打診斷模型。無錫飛而康快速制造科技公司為社會提供3D打印服務(wù)，但所需金屬粉末涉及航空，從國外進口受限制，3個月才準買一次，一次只給25公斤。公司副總經(jīng)理王安琪感慨“難為無米之炊”。
3D打印需求九成在歐美，全球行業(yè)集中度極高，歐美兩家龍頭企業(yè)已占七成份額。過度依賴外需，內(nèi)需啟動緩慢，使國產(chǎn)3D打印產(chǎn)業(yè)生存現(xiàn)狀不容樂觀。盡管紫金立德虧本，作為股東的以色列人卻能賺錢，他們壟斷外銷渠道，以6000美元的價格購得紫金立德打印機，轉(zhuǎn)銷歐美，開價1.5萬—2萬美元。
核心環(huán)節(jié)對外依賴，使得國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)陷入高成本、低回報、高風(fēng)險的困境。省社科院院長劉志彪教授呼吁，發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，政府不能沿用落后方法，必須擺脫出口依賴、低端起步、不顧需求一哄而上的思維定勢。
市場＞技術(shù)＞政策，湖南華曙高科技公司總裁許小曙提出的這個新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展不等式，備受業(yè)界認同。曾任美國3D Systems公司技術(shù)總監(jiān)的他說，這家全球產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)開發(fā)的新技術(shù)，八成被需求不足卡掉。以需求為導(dǎo)向，以企業(yè)為主體，因勢利導(dǎo)，編制產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，出臺激勵政策，政府扶持才能扶到點子上。3D打印技術(shù)發(fā)達國家有優(yōu)勢，但未形成絕對壟斷，整合資源，扶持企業(yè)開放式創(chuàng)新，拉長技術(shù)、耗材“短板”，政府應(yīng)該有作為，但須扶持有規(guī)模需求的技術(shù)創(chuàng)新，來了項目就給錢，只會造成資源浪費。
12月初，南京經(jīng)濟開發(fā)區(qū)管委會決定聯(lián)手紫金立德，共建3D打印應(yīng)用服務(wù)平臺，承接社會3D打印需求。這不失為啟動內(nèi)需，放水養(yǎng)魚，扶持3D打印產(chǎn)業(yè)的明智選擇。比利時建有歐洲最大的3D打印服務(wù)中心，配有近百臺各類設(shè)備，年產(chǎn)值幾億歐元。全球3D打印服務(wù)收入，已占行業(yè)產(chǎn)值一半多。政府要扶持企業(yè)，更要刺激消費，不妨補貼“打印費”，引導(dǎo)更多單位“嘗鮮”3D打印，進而自購設(shè)備。如此，既能找準3D打印提升工業(yè)化，服務(wù)其他行業(yè)的應(yīng)用點，從而拉動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，又能帶動企業(yè)自主創(chuàng)新。
