3D打印真相

　　尽管3D打印技术本身已经诞生20多年，但是到了2012年仿佛一夜之间再次扑面而来。

　　2011年2月，英国《经济学人》杂志发表题为《3D打印如何改变世界》的封面文章，文章认为3D打印技术将使单品制造几乎和大规模生产一样便宜，影响堪与当年工厂的出现相提并论。

　　2012年4月，《经济学人》杂志再登封面文章《第三次工业革命》，再次强调了3D打印技术的重要性。在此前后，《福布斯》、《纽约时报》、《连线》等诸多西方主流媒体都先后在头版鼓吹3D打印。

　　与3D打印相关的消息个个都显得振奋人心，在国内外媒体的密集报道下，今年8月，就连国内A股市场也出现3D打印热，大族激光、中航重机、华中数控等相关概念股纷纷大涨。

　　看起来，3D打印的春天要来了。

　　第三次工业革命?

　　作为资深的行业内人士，北京隆源自动成型系统有限公司总经理冯涛有理由为3D打印市场的增长而欣慰，但是如果用“掀起工业革命”这样宏大的预期来看待3D打印，这个市场显然还处在幼年时期。

　　根据美国消费者电子协会发布的年度报告，2011年全球3D打印的市场规模为17亿美元，但和庞大的制造业相比，17亿美元实在算不上是一个大数字，要知道，2011年中国服装纽扣市场的规模就已达到130亿元人民币，2012年英国螺丝机械市场规模将超过8亿欧元。哪怕与这些“又土又旧”的小零件制造行业相比，3D打印也显得发展过慢。更何况，它可是一个已经出现20多年的技术。

　　最初的3D打印可以追溯到20世纪80年代，它发端于美国军方的快速成形技术，与传统成形方法截然不同，它通过电脑创建的三维设计图将材料分层“打印”叠加，最终整体成形，因而也被称为“增材制造”技术。形象点说，如若以“捏泥人”或“雕刻”来考虑传统制造方法，3D打印则类似以一块块砖垒砌高楼大厦的过程。

　　它在实体制造中的优势显而易见：省去了冗长而昂贵的模具制造过程，它受控于电脑三维设计图形，能够制造出传统方法无法企及的形状。

　　但是3D打印由于技术与材料发展的限制，它目前的作用还主要集中于模型制作与修改，待模型确定后，依旧离不开开模量产的传统制造方法。

　　制造业的革新与升级是一项漫长复杂的工程，如果认为单靠3D打印就能带来第三次工业革命，显然有些过于乐观了。

　　在一再追问之下，52岁的美国人克里斯·安德森显得有些不耐烦。他的手指在空气中左右划动，语气却显得坚定不移：“我再说一遍，3D打印技术并不能制造一切，有些东西它造不出来，并且，它不等于第三次工业革命，它只是推动第三次工业革命发生与前进的技术之一。”

　　据冯涛介绍，去年全球3D打印市场17亿美元的规模中，有接近10亿来自于设备和材料的直接销售，剩下8亿多则来自3D打印的相关服务。设备的销售与3D打印的相关服务是当前3D打印商业化的两个主要方向。

　　以冯涛的隆源公司为例，他们主要提供3D打印服务。它打印发动机的沙模或蜡模，其后通过灌注的方法生产出实体产品，为汽车与航空航天业优化研发流程。它今年的营收在2000万人民币左右。

　　星星之火何处燃起

　　媒体的报道令人兴奋，但是制造业中3D打印从业者们的现状却又让兴奋回归现实。

　　传统制造业中的固有思维方式决定了它对待新技术难以脱离“产品-市场”的狭隘视角和经验主义的陷阱，当他们看待3D打印技术本身时，更多人只是把它当作用于优化生产流程的工具。然而，工业革命发生的前提正是对旧有体系的突破，当思维无法做到超越过往的经验和习惯时，无数新技术只能在人们的一声惊叹之后躺进历史的回收站。

　　3D打印咨询通讯公司T. A. Grimm & Associates总裁Todd Grimm认为，3D打印技术已出现20多年，但3D打印在很多方面仍被认为是小众行业——原因恰恰在于很多3D打印公司也这么认为。

　　Todd Grimm相信3D打印技术今天遇到的市场瓶颈可以从历史中找到影子。在塑料刚刚发明的初期，它多被用来直接替换金属，因而很长一段时间内它只是既便宜又低劣的替代品而无法成为主流。直到生产商利用它的优势(质轻、防腐、易造型等)单独生产产品，塑料的地位才开始提高。

　　谈起3D打印，人们很容易联想到它可以在产品设计、设计变化频率及小批量生产领域中得到应用，但是Todd Grimm却认为，很多人都忽视了3D打印技术最有前途的属性——材料属性。

　　例如，以色列的一家3D打印机公司Objet最近与它的合伙公司一起，专门为外科医生研发出一台3D打印机，以帮助医生改变传统的膝盖手术流程。今年10月，英国的一位医生就利用这种打印机制造出的膝盖关节模型和图样，对外科手术进行了更加精准的规划。他成功帮助一名膝盖中枪的伊拉克战争老兵重建骨骼，而且在手术过程中无需替换整个膝盖关节。

　　除了传统制造业内的人需要解放思想，极客们的创造性爆棚也将成为让3D打印技术燎原的星星之火。

　　目前在淘宝成交量最大的一款3D打印机售价5999元，由国内一家名为闪铸科技的公司生产。市场部经理陈铮铮介绍，公司成立于去年4月，今年2月开始，他们将产品上架淘宝，至今已卖出700多台，购买群体主要是个人爱好者和学校。

　　这款价格低廉的3D打印机功能有限，难以应用在工业生产中，但是依然有不少人愿意去购买和探索3D打印产品背后可能带来的商业想象。

　　如果从一个宏大的视角来观察，克里斯·安德森认为，3D打印的星星之火一定会在互联网与实体制造业相融合的新领域中被点燃。

　　从这个视角来看，3D打印的懵懂在于它的不确定性，但同时也是它的无限可能性，尤其是当这种无限可能与无数“创客”们的创造力相结合，也许开创出的正是一个我们受时代局限所无法预见的未来。

　　“最后一块拼图”

　　其实以3D打印机为代表的桌面级数字制造工具还有更深一层的象征意义——它们成为第三次工业革命得以发生的最后一块拼图。以前只发生在工厂中、由专业人才主导的制造过程，借助此类工具与可随意分享的互联网，具备了被普通人所掌握的条件。基于此原因，克里斯·安德森认为第三次工业革命5年前才真正开始。

　　另一方面，一个时代的制造能力总是受制于这个时代的技术发展水平，而在技术之后的下一个瓶颈便是设计能力，这是不可更改的客观规律。这种泛化的“设计”能力，既属于设计师的创作，也属于工厂的产品研发，还属于学校的教育培训。3D打印机等制造工具将不可能变为可能，人类的想象力与生产力将再一次解放。

　　随之而来的，必将是一波庞大的创业机会。互联网创业的吸引力在于它的低门槛及长尾市场的广泛存在，各类细分业务总能找到自己生存的空间;而传统制造业限于场地及设备，过高的启动门槛将大部分人拒之门外，桌面级制造设备则大幅降低了进入门槛，理论上使人人都具备开展制造业务的能力。

　　借助于诸多网络平台，产品制造的成本问题也将解决，于是，小型工厂大量出现，制造业的长尾市场被前所未有地开发与覆盖，每种个性化的需求都能找到制造者和消费者。围绕这些设备与工厂，又将诞生一系列的周边服务商业链条。第三次工业革命的美好图景在想象中渐次展开。

　　当然，比起如何推动制造业进行转型、带来多少创业机会、如何让设计能力更快地转化为生产力，对于我们这个时代，3D打印还有更让人兴奋的地方——它也许能打破存在于想法(梦想)与实现梦想(现实)之间的障碍。

　　想法是天赐的礼物，起初只是火花般的灵感迸发，但人类的惰性加上将想法变成现实的种种困难很容易使我们慢慢变得不再那么兴奋。最终，我们学会将想法扼杀于摇篮之中，压制它们，不沉溺于幻想之中，甚至不再容许这些幻想干扰到我们的日常生活。

　　这正是3D打印可改进的地方。只需按一下键，越来越多的想法能够成为现实，来自不同行业的越来越多的创新者将会引爆更多创新。这种创造力共振带来的影响或许将不仅限于工业革命层面，它甚至会引发一个智慧爆炸的时代。

　　■延伸阅读

　　3D打印器官可能吗?

　　在BBC网站上的一段视频中，美国威克森林大学再生医学研究所教授安东尼·阿塔拉，为人们展示了一段科幻小说似的场景。在一台3D打印机的沙沙作响中，一块柔软的人类组织被打印出来，安东尼随后还展示了他们当天“早些时候打印出来的人类肾脏”。

　　3D打印技术果真进展到了如此先进的地步?简单来说，3D打印就像断层扫描的逆过程，断层扫描是把对象“切”成无数叠加的片，而3D打印则是一片片地打印，然后逐渐累积成为一个立体物体。这就意味着，只要有3D模型，你甚至可以打印出一座等高的维纳斯雕塑放在家中。

　　据安东尼介绍，打印器官时，研究人员首先从成年病人的骨髓和脂肪中提取出干细胞，通过采用不同的成长因子，这些细胞能够被分化成不同类型的其他细胞;然后他们再将这些细胞转化成液滴，制成“生物墨水”。然后注射器一层一层地将“生物墨水”喷涂到凝胶支架上，这样一层层重复喷涂，直到器官的三维结构完成。这样，最终就能打印出一个完整的肾脏。

　　但是在很多学者看来，打印器官，目前只能算是一个科学幻想。

　　“人类现在所掌握的知识，连生物科学的很多基础问题都没有解决。”中国科学院北京基因组研究所甄二真教授说，比如有人说用自体干细胞就能造出器官，但是干细胞要首先在体外进行诱导分化，然后再将分化的细胞准确安放在器官的固定位置。而干细胞的体外诱导分化，以及准确排列分子的位置，就是目前学界还未攻克的难题。

　　而且甄二真认为，如果用打印就能得到人体器官，也将是一个对生命伦理的挑战。

　　但是不论如何，科学总是在争论和矛盾中不断前行。“生物打印”技术虽然还处于概念验证阶段，但是如果这个研究方向没有错，未来人们将利用它开发出众多应用。而现在所能预见的是，人们至少不用再翘首以盼漫长的器官捐献名单了。