如何推進3D打印產業——避免一哄而上

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發表于 2013-5-1 09:11:03 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

2012年4月21日出版的英國《經濟學人》，撰寫了一篇名為《The third industrial revolution》的文章，介紹了3D打印并展望了此技術可能會引起的產業革命。2012年3月9日，美國總統奧巴馬在卡內基梅隆大學宣布創立美國“制造創新國家網絡”計劃。4月17日，“增材制造技術”被確定為首個制造業創新中心，8月16日，“美國增材制造創新中心”作為其首個“樣板示范”創新中心剪彩成立。作為新技術研究、開發、示范、轉移和推廣的基礎平臺，號稱要成為增材制造技術全球卓越中心并提升美國制造全球競爭力，并鼓勵在美國進行投資。奧巴馬總統親自出席剪彩儀式。
作為美國政府“我們不能再等了”倡議的一部分，奧巴馬總統還宣布立即啟動試點工作。國防部、能源部、商務部、國家科學基金會（NSF）國防航空航天局（NASA）等共同向增材制造試點聯盟投資4500萬美元。目前的資金包括5個聯邦機構已有的3000萬美元初始授權，和聯盟內“俄亥俄州－賓夕法尼亞洲－西弗吉尼亞洲技術帶”各成員配套的4000萬美元。　　美國國家增材制造創新聯盟由NCDMM領導，包括波音、洛馬、諾格、GE、IBM、西屋核電等85家知名企業、10個研究型大學、6個社區學院以及11個非營利機構。代表高性能難加工大型復雜整體構件先進制造技術的發展方向，成為增材制造新技術研究、開發、示范、轉移和推廣的基礎平臺；成為增材制造技術全球卓越中心并提升美國制造全球競爭力。
3D打印從快速成型華麗轉身，迅速火遍全球。做了幾十年快速成型的專家學者、研究人員和企業界，真是“十年寒窗無人問，一舉成名天下知”。

其實中國的3D打印產業還很小，2012年不過是3個億的產值，據了解，3D打印行業目前產值最高的是北京航空航天大學材料科學與工程學院王華明教授的飛機鈦合金結構件激光快速成形實驗室，一年有近8000萬的3D打印業務。小一些的只有3-4千萬的業務，更多的企業，目前還在千萬產值甚至幾百萬產值上下，而且3D打印的科研單位和從事3D打印的公司總共加起來也才10來家，真是屈指可數！不僅國內如此，國際上做3D打印的科研和企業加起來也不到100家。

3D打印這個圈子不僅小，而且還力量分散，基本上沿襲了我國科研單位傳統的陋習：不交流、不溝通、不合作，互相排斥，總覺得自己的技術就是最好的，瞧不起別人的技術，而且相互之間無形之中都有一道無法逾越的隔離墻。既然圈子小，還四分五裂，這個行業怎么可能發展呢？首先是外界不能完整地了解3D打印這個行業的現狀，無法得知這個行業的準確信息，缺乏認知是關鍵原因。
過去30年來，這個行業的稱謂有很多，外界云里霧里，不知道相互之間到底有什么區別。總體來說，“增材制造”、“快速制造”的說法占據業內主流，還有“堆積制造”、“疊加制造”的稱謂。現在媒體上談起3D打印產業，要么談前沿應用（打印飛機、打印細胞、打印房子等等），要么言必稱3D打印機，仿佛一臺3D打印機構成了3D打印產業鏈的全部，其實不然。

3D打印產業，由四個部分構成：
第一，3D數字化建模軟件，3D數字化建模軟件是3D打印的基礎，無論是直接建模，還是逆向掃描，都需要用到3D數字化建模軟件，國外的如CATIA、solidworks、,國產的如中望3D、CAXA3D等，是3D打印的數據源；
第二，3D打印機硬件，3D打印機包含很多種類型，如選擇性激光燒結（SLS）、直接金屬激光燒結（DMLS）、熔融沉積成型（FDM）、立體平板印刷（DLA）、熔絲制造(FFF)、融化壓模（MEM）、分層實體制造（LOM）、電子束熔化成型(EBM)、選擇性燒結（SHS）、粉末層噴頭三維打印(PP)等模式，現在國際主流的設備如美國的3DSYSTEM，Stratasys、德國的EOS等，國產的包括廣州中科院電子所、北京太爾時代等，3D打印機硬件把3D數字化建模軟件所建立的3D模型，通過STL等格式導入3D打印機，進行分層打印的增材制造過程；
第三，3D打印材料，目前3D打印材料可支持的類型已經比較多，從大類上分，可以分成非金屬非生物材料、金屬材料、生物材料三大類，每一類又都包含很多種材料類型，以SLS加工模式為例，目前已經支持臘粉、聚苯乙烯、工程塑料（ABS）、聚碳酸酯(PC)、尼龍、金屬粉末、覆膜陶瓷粉末、覆膜砂、納米材料等多種材料；
第四，3D打印網絡公共服務平臺，了解3D打印行業的人士都知道，在發達國家，3D打印公共服務平臺在3D打印產業鏈中扮演著非常重要的角色，如Shapeways這樣的 3D打印網絡平臺，在3D打印的教育普及推廣，創意呈現，在線企業服務等方面，起到了不可替代的作用，3D打印產業在國外的繁榮，3D打印網絡公共平臺功不可沒。
3D打印產業鏈，軟件、硬件、材料、公共服務平臺，這四環環環相扣，缺一不可，3D打印產業的發展，必須從全產業鏈入手，只有全產業鏈的繁榮壯大，3D打印產業才真正在國內落地生根。因為3D打印的技術類型非常多，材料選擇也很多，在無序的市場環境下，或者政策指導下，簡單的支持3D打印，很容易造成一哄而上，同一項目的大量重復建設，造成資源、資金的大量浪費，并且造成研究地帶的真空。

科學布局的第一層次，是要全產業鏈覆蓋。避免出現全部支持硬件，無人支持軟件、材料及服務的狀態，這一點在3D打印產業鏈四環分析中已經闡述。
科學布局的第二層次，是要全類型覆蓋。以材料為例，我們國家的3D打印材料科學還落后于發達國家，例如我們自己研發的光敏樹脂，放置時間久了后就容易凝固，失去效用，打印出來的成品，也容易出現變色、變形等問題，我們要從無到有，從有到精，一步步跨越；但不能全部研究光敏樹脂，金屬材料要研究，生物材料也要研究，我們不可能總是買國外的生物材料進行試驗研究，這是無根之水，而且，一些高端材料，國外是限制向中國出口的，我們買都買不到。

科學布局的第三層次，是要精確計算3D打印機資源。現在各地都在建立3D打印中心，很多3D打印中心是政府或者國有企業支持建立的，大量購買國外高端設備，不問企業服務需要，先建好了再說，造成了大量的資金浪費，大量設備閑置，而這些設備，隨著時間的推移，技術的進步，將會很快貶值；目前，世界上最大的3D服務中心，象shapeways，Materialise也不過數十臺3D打印機，如我國各省、各市在沒有統一協調的情況下，大量建設3D打印園區、3D打印服務中心，可以想見未來設備之閑置。購買很簡單，用好不容易。

目前，我國扶植技術研發創新，產業化實施，基本上是以項目支持體現。無論是國家的部級項目，還是各省的項目支持，基本上是以立項、申報、資金支持、項目驗收的程序為主，通過設置支持項目，補貼企業研發和產業化資金來引導產業的技術研發和產業化，這是已經運作成熟的標準做法。
其實有更多的做法可以嘗試在3D打印的政策支持引導過程中：
第一，獎勵的做法可以更多嘗試，現行的支持研發，更多的是支持未完成項目，這樣做的優點在于降低了企業前期研發的難度和風險，缺點在于無法保證所支持項目的最終效果，如果改為獎勵的模式，先進行項目引導，由企業自行建設，然后對建設結果進行獎勵，對于控制結果，則會更加有效，獎勵的力度也可以加大，避免平均主義，需要的項目未獲得足夠資金；
第二，可以通過產業化實施補貼的方式，類似之前實施的家電下鄉，對于3D打印產業化銷售，包括軟件、硬件、材料、服務等，以補貼終端的形式，這樣的做法，不僅對3D打印產業給予了資金支持，同時支持了產業化推廣，降低了企業用戶使用3D打印技術的難度，是比較有力的措施。

在3D打印扶持的過程中，也要注意重點扶持那些有核心技術、自主創新的技術和企業，我國現在國產的小型桌面式的3D打印機非常多，從3-4千元到萬元左右一部的，價格世界最低，但很多桌面型3D打印機都源自Makerbot的開源系統，從設備設計，到軟控系統，都是國外開源的，不過漢化一下而已，有的甚至連漢化都懶的做，這樣的項目，就沒有支持的價值。要支持那些從技術上真正填補國內空白，追趕國際一流的研發。
做研發是需要周期的，在這一過程中，要服務先行。服務先行，就是以需求為導向，以市場為導向。上面闡述過，購買設備是簡單的，建立成功的公共服務平臺才是難點所在，一個好的3D打印公共服務平臺，可以把分散式的設備利用起來，最大化降低設備重復投資，提高設備使用率，建立統一的服務標準，質量體系，更有利于企業接受3D打印服務，用于產品的研發甚至生產。
3D打印要想象PC，智能手機一樣，走進每個人的生活，還需要很長一段路要走，即使象現在的墨水打印機一樣，成為辦公的必備，都非一時之功。要發展好3D打印產業，就必須建立多層次的3D打印教育體系，職業教育體系，以3D打印應用技術培訓為主，重點大學重點學科，分別開設針對軟件、硬件、材料的學科，并引導研究生、博士生積極研究相應方向。

必須認識到，政策的扶持，只是一個產業發展的潤滑劑和推進劑，真正能讓3D打印產業騰飛的，需要無數業內人士默默的奮斗和努力，在目前這場3D打印火爆的盛宴落幕后還耐得住寂寞，去自主創新挑戰權威，更需要我們敬畏市場這支看不見的手。

點評：
對于3D打印產業的態度，德國政府和產業界的認知才是中國產業界要學習的，連先進制造技術都被德國甩出幾十條大街去，還惦記著3D打印如何如何，拔苗助長吃的虧還少嗎？

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