3D打印來勢洶洶：“中國制造”如何走出危機
http://www.debgrams.com 2012-09-28 09:14 來源：證券時報
可騎的自行車、可住的房子、甚至是可以吃的鮮肉……最近一段時間，這些頻頻曝光的美國3D打印產品，賺足了國人的眼球。
疲軟的經濟形勢下，誰能帶領“中國制造”走出危機?從“天津2012夏季達沃斯論壇”到剛剛閉幕的“浙商新動力”論壇，都不約而同地提到了“3D打印”技術。被英國《經濟學人》扣上“工業革命”帽子的3D打印也因此備受關注。日前，證券時報記者通過實地采訪發現，3D打印技術在國內廣泛應用尚需時日。
后來居上 部分國產設備達歐美水平
位居杭州下沙工業區的杭州先臨三維科技股份有限公司號稱是國內綜合實力最強的3D打印公司，可以向客戶提供快速三維掃描、快速制造、快速模具、三維測繪等服務。目前，先臨三維擁有十幾個型號的3D打印機，掌握六種生產工藝。
先臨三維副總經理兼董秘黃賢清告訴證券時報記者，3D打印是一片一片地打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。說得簡單點，就是由點堆積成面，再由面堆積成實體。3D打印技術的歷史由來已久。1986年，美國3D Systems公司推出了第一款工業化的3D打印設備;中國從1994年開始研究3D打印，北京隆源公司于1995年成功研發了一臺AFS激光快速成型機，隨后華中科技大學也研制出了SLS快速成型機。
如今國內的3D打印已經形成產業。松下家用電器(杭州)有限技術服務公司、萬向集團、成都飛機設計院、航天材料及工藝研究所、中材國際 股份有限公司等國內知名企業，均為先臨三維的客戶。松下杭州服務公司研發的樣品都是通過3D打印出來的，只是以前需要到日本去做，現在則可以直接在杭州當地完成。
在先臨三維的展示廳，擺放著形態各異的藝術品、玩具、電影人物模型，它們都是用3D打印機打出來的成品。其中，專為西安世園文化創意有限公司制作的《大漢十六品》是先臨三維的一件得意作品。先臨三維對《大漢十六品》原型的局部數據采集精度達到了0.01毫米，模具精度達到0.2~0.4毫米，堪稱有史以來最逼真的文物作品復制。
不過，先臨三維的現有設備主要來自歐美等國制造。一臺從德國EOS公司引進的設備售價近400萬元人民幣，它是基于高性能材料(塑料與金屬)的高端3D打印機。
事實上，在經過近20年的研發，國內的3D打印設備也在不斷取得突破，華中科技大學史玉升教授的研究團隊開發的1.2米×1.2米的“立體打印機”，是目前世界上最大成形空間的快速制造裝備，遠遠超過國外同類裝備水平，并因此獲得2011年國家技術發明二等獎。
史玉升教授研究團隊的重要骨干黃智告訴記者，廣西玉柴機器股份有限公司運用該技術生產六缸發動機缸蓋，一個星期內可以整體成形出四氣門六缸發動機缸蓋砂芯。而采用傳統的砂型鑄造試制方法，僅工裝模具的設計制造周期通常需要5個月左右。
錢景誘人 產業資本結盟高校
“3D打印”是通俗的叫法，學術名稱為“快速成型技術”，也稱為“增材制造技術”。這種技術是依據物體的三維模型數據，通過成型設備以材料累加的方式，制成實物模型，甚至直接制造零件或模具，從而縮短產品研發周期、并縮減生產成本。3D打印熱的興起，讓這個產業受到了外界前所未有的關注。在產業資本爭相試水的背后，均能找到高校的身影。
8月底，南風股份公告決定投資“重型金屬構件電熔精密成型技術產業化項目”。項目總投資為1.7億元，所需資金由子公司南方風機研究所自籌。而風機研究所的二股東、持股31%的王華明可謂該3D打印領域國內最權威的專家之一，年過50的王華明現任北京航空航天大學教授、博士生導師、“北京市大型關鍵金屬構件激光直接制造工程技術研究中心”主任、“大型整體金屬構件激光直接制造教育部工程研究中心”主任。
在南風股份之前，中航重機也瞄上了王華明研究團隊。2011年7月，中航重機宣布與控股子公司中航(沈陽)高新科技有限公司、王華明研發團隊決定共同投資成立中航激光成形制造有限公司。
銀邦股份亦是同樣在借力的淘金者。8月15日，銀邦股份與無錫安迪利捷貿易有限公司簽訂框架協議，雙方的合資公司將利用3D打印技術之一的激光快速成型技術，生產高密度、高精度粉末冶金零件以及醫療器械零部件等產品。資料顯示，銀邦股份的合作伙伴無錫安迪利捷貿易有限公司的實際控制人為吳鑫華，現任英國伯明翰大學多學科研究中心教授、先進材料設計和加工研究室主任以及英國材料協會院士。
據了解，國內快速成型系統的科研團隊主要包括清華大學顏永年團隊、華中科技大學史玉升研究團隊、西安交通大學盧秉恒團隊，及北京航空航天大學王華明團隊等。快速成型技術的發展，使得這些團隊越來越受到產業資本的關注。
以華中科技大學史玉升研究團隊為例，該團隊正力圖通過武漢濱湖機電技術產業有限公司使研究成果商業化，濱湖機電的股東中就有資本市場聲名顯赫的深圳創新投資集團。
科技部國家制造業資訊化培訓中心(3D辦)主任魯君尚對近年來國內3D打印熱深有體會，他告訴證券時報記者：“2000年在全國各地講3D打印方面的知識時，很多人不知所云;但現在明顯不同了，很多機構、包括地方政府，都在主動邀請我們去講課。”
瓶頸待解 耗材難題最致命
幾乎每一項新技術應用，都會經歷很長的市場培育期。3D打印技術雖然已有近20年的發展歷程，但仍存在缺陷。
耗材的局限性是3D打印不得不面對的現實。目前，3D打印的耗材非常有限，現有的市場上的耗材多為石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽車，光靠這些材料是遠遠不夠的。比如最重要的金屬構件，這恰恰是3D打印的軟肋。
耗材的缺乏，也直接關系到3D打印的價格。黃智拿著一件3D打印品對證券時報記者說，“這是一件飛機零部件，打印這種樣品的金屬粉末耗材一斤就要賣4萬元，所以3D打印樣品至少要賣2萬元。但是，如果采用傳統的工藝去工廠開模打樣，幾千元就可以做到。”
直接面向市場的先臨三維對耗材難題感受最深。因為價格的問題，他們很多客戶往往望而止步，除非在需求緊急的情況下。否則，客戶們還是通過傳統的方式。
成型精度和質量問題，也在困擾先臨三維。他們稱，由于3D打印工藝發展還不完善，特別是對快速成型軟件技術的研究還不成熟，目前快速成型零件的精度及表面質量大多不能滿足工程直接使用，不能作為功能性部件，只能做原型使用。
以Stratasys公司3D打印車為例，車子固然能“打印”出來了，但是否能在路上順利跑起來?使用壽命又有多長?從現有的技術來看，恐怕有點夠嗆：由于采用層層疊加的增材制造工藝，層和層之間的粘結再緊密，也無法和傳統模具整體澆鑄而成的零件相媲美，這意味著在一定外力條件下，“打印”的部件很可能會散架。
2004年成立至今，先臨三維年復合增長率在100%以上。“今年，先臨三維的營業收入應該會在7000萬元左右。”但是，黃賢清拒絕向記者透露先臨三維的凈利潤狀況。但他承認，過去的高速增長主要源自基數低，而且這7000萬元的收入，還包括前期的三維掃描。
魯君尚對記者稱，3D打印技術的確可以改變產品的開發、生產，但賦予3D打印“第三次工業革命”有點言過其實。單件小批量、個性化、及網絡社區化生產模式，決定了3D打印技術與傳統的鑄造建模技術，是一種相輔相成的關系。
網游迷變身3D打印淘金者
3D打印熱潮的興起，使得越來越多人開始涉足這個領域，“80后”陶敏(化名)，就是其中之一。
陶敏出生于浙江金華，大學求學于香港，大學期間是一個網絡游戲迷。與一般游戲迷不同的是，他還希望把網絡游戲中那些怪獸打印出來。3D打印讓他的設想成為現實。大學畢業后，陶敏沒有像大部分同學一樣去找公司上班，而是回到浙江杭州，租用了一套房子，成立了自己的3D打印服務公司。如今，他已擁有了一支5~6人的小團隊。
目前的3D打印服務與普通打印服務差不多。一般情況下，由客戶自己提供3D數據，也有的客戶會拿實物來，經掃描后轉換為3D數據，再進行打印。費用根據材料的不同和物件的大小收取。
所以，在他們的工作室，經常可以聽到“吱吱”的打印聲：一臺體積嬌小的個人級3D打印機，正孜孜不倦地打印著一個形狀奇特的類似石頭的物體，細小的噴頭在上面一圈圈地吐出材料，猶如春蠶吐絲一般。由于每一層橫截面非常的薄，短時間的肉眼觀察很難發現其變化。
他們的工作室里擺放著很多3D打印的展示品。如按1：12打印的閘口白塔，他們在白塔原址上搭起架子，從各個角度掃描后獲得3D數據，利用數字技術，實現殘損造像的虛擬復原和網絡展示，再通過使用3D打印將其還原成實物。“杭州的雷峰塔也可以按比例打印成模型，掃描獲得3D數據大概需要20~30天的時間。”陶敏說。
不過，他們現在還只能打印一些小玩意，諸如縮小版的鳥巢、怪獸、藝術品，以及一些小家用產品的模具等。如果有客戶需要打印稍大型的樣品，他們會把業務交給同城的“大哥”杭州先臨三維科技股份有限公司，自己從中拿取介紹費。
經過兩年摸索，他們的業務已不僅僅是開展打印服務，還賣起了3D打印機。
在3D打印界，個人級的打印機最早是由美國一家名為MakerBot的公司正式商業化。MakerBot公司在制造出自己品牌的打印機后，又將其硬件開源公開化，任何有需要的公司，都可以按此開源資料制作或批量生產自己品牌的3D打印機。
陶敏將MakerBot公司的最新款打印機買來，仔細琢磨，修改一些源代碼，再加上一些技術改進后，推出了自己公司品牌的3D打印機。目前，他們的3D打印機已賣出了幾十臺，售價因打印機的性能而定，價格在幾千元到上萬元不等。
“自2009年6月成立以來，公司收入每年都在增加。成立當年，公司的收入為20萬元，隨后兩年的收入分別為50萬元和80萬元，今年的營業收入應該在500萬元左右。”陶敏說。
對3D打印的“錢景”，陶敏很樂觀。但問到公司現在的盈利狀況時，他卻不愿回答。
中國制造要勇于迎接新技術革命
3D打印的興起，讓很多人覺得，中國制造將遭遇美國挑戰。
今年以來，關于3D打印的神奇和對傳統制造業的顛覆作用，頻繁見諸報端。美國《時代》周刊已將3D打印產業列為“美國十大增長最快的工業”，英國《經濟學人》雜志則認為它將“與其他數字化生產模式一起推動實現第三次工業革命”。
從理論來說，3D打印技術具有降低成本、提高效率等優勢。這也意味著，該技術將會使美國的一些商品變得比來自中國的要便宜，會促使越來越多在華的美國企業回遷。一時之間，國人的憂慮漸起：“3D打印革誰的命?”“中國制造將遭遇美國挑戰!”
此起彼伏的“革命”論讓筆者聯想到十多年中國“入世”前的危機論。
翻閱歷史的檔案，還可以找到當年的記錄。許多人把入世比作“狼來了”，入世猶如“天都要塌下來”。中國的紡織工業、汽車工業、銀行……也被一些專家列為最受沖擊的產業。
如今回想起來，入世猶如一場鯰魚效應。以汽車工業為例，中國汽車工業協會統計數據顯示，2001年中國汽車產銷量為230余萬輛，到2010年，這一數字已經奇跡般地增長到1800萬輛以上，成為世界第一汽車產銷國。
上述數字另一種解讀是，入世之初，中國汽車產量不及美國的1/6，銷量不及美國的1/8;短短10年，中國汽車產量超過美國的2倍，銷量超過美國的1.5倍，產銷量超過美國和日本的總和。也就是說，入世非但沒有革掉中國汽車工業的命，反而給本土車企帶來了危機意識，也刺激本土車企提高生存能力。
其實，革命式挑戰并非壞事。從歷史上看，每項新技術的革新，勢必帶來原有生產模式的變革，關鍵是要看怎樣駕馭和利用新技術。
2011年，中國制造業在全球制造業總值中的占比為21%，超過了美國的19.4%。從總量上來說，歐美制造業日趨減少，不可能再移到中國來;從勞動力供應、成本和環境角度上說，中國制造成本已比周邊的發展中國家高。之所以還有很多產品仍在中國制造，是因為中國有積累了30年的產品生產經驗，并有完整的產業鏈。
如今，中國的人口紅利漸退，正在尋求產業升級之道。可以說，中國制造業完善的產業鏈、嫻熟的生產工藝，都為3D打印技術在國內的技術轉化、普及奠定不可替代的基礎。
3D打印機，或許可以改變制造業格局，甚至可以改變世界經濟重心。但中國對新技術的學習、突破不變，則革命式挑戰的到來將是中國制造的又一次升級。
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