3D打印融入衣食住行 解锁智能制造财富密码

记者

尹为鉴

实习生

干欣欣

陈文

3D打印又称增材制造技术，早在2013、2014年3D打印技术就掀起一股热潮，各种3D打印机、打印笔和设计方案纷纷涌现出来，仿佛掌握了3D 打印技术就掌握了财富密码。

近几年，3D打印虽然热度不如之前，却并没有淡出人们的视野。比如在东京奥运会上，3D打印的影子随处可见：中国安踏体育为队员生产3D打印鞋，韩国射箭队使用了量身定制的3D打印握把，意大利自行车队使用3D 打印自行车以减少空气阻力等；除此之外，颁奖台也是用3D打印制造。

“1+N”连接各行各业

在青岛三易三维技术有限公司的办公室内，公司负责人徐旭向记者展示了几款3D打印产品，有人体模型、心形的收纳盒、色泽艳丽的唐三彩等。其中有一件链条模型，可以像自行车链条一样活动，而且它的不同部位用了不同颜色标识出来。徐旭介绍说：“它由一体化打印而成，里面的缝隙是在建模时留好的。”还有一架乳白色的发动机模型，按下电源开关，随即模型轰隆隆地运转起来，“这架模型全部由3D打印完成，还可以进行转速的调节，能很直观地模拟发动机的工作原理。”徐旭说。

实际上，3D打印应用十分广泛，一些3D打印制作的灯具、饰品、玩偶等均可在网上买到。不久前，中国首座运用3D打印技术制造的可伸缩景观人行桥“万年轮”在上海亮相，桥体全长9.34米，总重量仅有850千克，不仅在桥上安装了重力自动预警系统，还可以通过手机蓝牙控制桥的伸缩，是3D打印在建筑领域的一次尝试。

3D打印在医疗方面应用也比较成熟。徐旭表示：“在临床医学应用上，3D打印制作的立体模型可以应用于手术模拟、导板引入、术后康复等多个方面。现在使用钛合金等材料制作身体植入物已经应用于临床，可以实现关节等的置换，也有用于脊柱弯曲矫正的先例。在手术前如果根据医疗数据提前制作3D模型，定制手术导板并进行手术方案术前模拟的话，可以缩短手术时间并提高手术的精确度。”

可见，3D打印已经渗透到人们衣食住行的各个方面，创想三维的创始人陈春表示：“3D打印行业没有天花板，它不断和各行各业碰撞出更多联系，只会是‘1+N’的关系。”由此可见，3D 打印拥有广阔的发展空间，根据国家统计局数据，2020年，规模以上高技术制造业增加值比上年增加7.1%，快于全部规模以上工业4.3个百分点。3D打印设备大幅增产，增速达1倍以上，市场需求很大。

满足个性化定制需求

“工业4.0”时代，传统制造业向“智能制造”转型成为必然趋势，个性化需求、批量定制化制造成为潮流。随着新的信息技术、控制技术、材料技术等被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。“传统制造业在大规模制造方面具有优势，而3D打印只要能够做出建模就能够制作，更适用于小批量生产，二者是制造和定制的区别。”徐旭表示。

能够进行个性化定制是3D打印具有的天然优势，其按需制造、精确实体复制、便携制造等特点，可以降低制造费用，缩短加工周期，实现设计制造一体化和复杂制造。徐旭认为：“3D 打印优势的核心在于解放了思维禁锢，让想法变成现实，如果一件产品有感觉不方便的地方，就可以用3D打印改造它。”

据了解，去年Impact Footwear推出3D打印人字拖，可以定制各个部分的造型和颜色甚至鞋底内部的网格结构，让用户根据需求获得不同的回弹效果，其定制价格每双达600多元。此外，记者从网上了解到，3D打印的磁悬浮月球灯售价达300元以上，一些个性化的3D 打印陶瓷花瓶摆件售价达600元以上。

在3D打印产品高价格的背后是个性化生产带来的高溢价。3D打印可以用来制作几何结构复杂、形状难以琢磨的物品，解决制作过程中的工艺难题。不仅可以满足设计师天马行空的产品个性化的方案，也可以让生产者按照消费者的需求生产创意产品，让产品的个性化设计成为可能。

行业发展任重而道远

2019年，中国3D打印产业规模为157.5亿元，较上年增加31.1%，根据工信部数据，2020年，全国规模以上增材制造装备制造企业营业收入105.2亿元，同比增长14.6%，实现利润总额9.7亿元，同比增长142.5%。

在快速发展的背后，3D打印仍然面临许多困境，2013年左右3D打印大风刮起之后，一批做电脑、贸易的企业转型发展3D打印业务，然而市场终归要回归理性。徐旭表示，3D打印是设备而不是玩具，最终还是要回归于生产与设备制造上。而且，3D打印行业拼的是技术与服务，只有掌握了核心技术才能在实践的检验中存活。

现在青岛大约有70余家3D打印公司，其中大部分是小公司，主要提供工业打样服务，技术开发对公司实力要求很高。徐旭表示，当前3D 打印从业者大多是材料、电子行业出身，有些人也有制造业背景，专业人才依然缺乏。同时，材料问题也是3D打印的一大痛点，尽管从理论上来说所有材料都可以用来3D打印，但是目前的打印材料主要以石膏、光敏树脂、塑料为主，工业级的3D打印材料也十分有限，目前适用的金属材料只有10余种，受技术限制较大，应用范围相对较窄。

去年，国家标准化管理委员会、工信部、科技部、教育部等六部门印发《增材制造标准领航行动计划（2020-2022年）》，不仅提出要建立立足国情、对接国际的增材制造新型标准体系，也在组织协调、资金保障、人才培养方面提出一些保障措施，推动行业标准化发展。

对于3D打印行业发展的现状，徐旭认为：“3D打印的发展和电脑的发展有点像，但是有可能会比电脑发展要快一些。3D打印虽然起源于国外，但是基于中国制造业发展基础和工业化进程，3D打印的发展值得被看好。”3D打印发展至今，经历了热度的沉浮和实践的洗练，随着新材料的不断开发和工艺上的进步，3D打印将不断拓宽应用领域，推动传统制造业的变革。