"3D打印的新技術(shù)，正在重塑全球制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局。"

"兩家3D打印機(jī)制造巨頭均為美國(guó)公司并在納斯達(dá)克上市。"

"雖然在中國(guó)尚未普及，但3D產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。"

有這么一種打印機(jī)，它可以打印出會(huì)飛的飛機(jī)、可騎的自行車(chē)，或是一塊能吃的蛋糕，能穿的衣服與鞋子，甚至加上關(guān)鍵零部件就可打印出一把可以射擊的步槍……這不是科幻電影，而是已經(jīng)存在的現(xiàn)實(shí)。

近日美國(guó)科學(xué)家利用打印機(jī)直接制造出一副塑料機(jī)械臂，使一位兩歲小女孩的殘疾手臂能夠正常活動(dòng)。這副“神奇手臂”再次將3D(三維)打印機(jī)拉入公眾視野。

 
為先天殘疾的兩歲女童定制的3D打印縮小版肢體矯正器的部件

新發(fā)明與掘金潮

據(jù)林永利估計(jì)，3D打印機(jī)在中國(guó)企業(yè)界的裝機(jī)量在400臺(tái)左右。

3D打印機(jī)(3D printers)發(fā)端于軍方的“快速成型”技術(shù)，已有數(shù)十年歷史，美國(guó)的3D打印機(jī)制造商Stratasys于1992年賣(mài)出第一臺(tái)商業(yè)化產(chǎn)品。

2009年以來(lái)，3D打印市場(chǎng)在北美和歐洲急劇增長(zhǎng)。根據(jù)Stratasys公司2011年財(cái)報(bào)，其八成左右的收入即來(lái)源于歐美市場(chǎng)，美國(guó)《時(shí)代》周刊已將3D打印列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志則認(rèn)為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。

目前全球有兩家3D打印機(jī)巨頭。一家即為上述Stratasys公司，它是納斯達(dá)克上市公司，剛剛收購(gòu)了以色列一家名為Objet的3D打印機(jī)公司;另一巨頭是亦在納斯達(dá)克掛牌的3D Systems公司，它在2012年初通過(guò)收購(gòu)另兩家3D打印機(jī)品牌Z Corporation 和Vidar Systems奠定其江湖地位。

Stratasys和3D Systems創(chuàng)造著每年近兩億美元的市場(chǎng)營(yíng)收。前者的客戶不乏寶馬、戴爾、英特爾、耐克等世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)。而越來(lái)越多的領(lǐng)域正利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造神奇;過(guò)去一年，關(guān)于3D打印機(jī)“魔幻現(xiàn)實(shí)主義”般的新聞時(shí)有發(fā)生。

2011年3月，英國(guó)一名科學(xué)家設(shè)計(jì)出一款名為Airbike的自行車(chē)，并用打印機(jī)一次成型地打印出車(chē)輪、軸承和車(chē)軸。通常情況下，這些零部件需要由多個(gè)工廠制造，而后進(jìn)行組裝。這輛自行車(chē)采用尼龍材料，堅(jiān)固程度與鋼鋁材料不相上下，但重量卻減少了65%，關(guān)鍵是——它可以騎。

幾乎與此同時(shí)，美國(guó)康乃爾大學(xué)一位教授帶領(lǐng)他的學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)室里用一臺(tái)打印機(jī)，打印出一塊有草莓醬的巧克力蛋糕;4個(gè)月后，英國(guó)南安普頓大學(xué)一位教授和他的團(tuán)隊(duì)，“打印”了一臺(tái)最高飛行時(shí)速100英里的電控飛行器。這架飛機(jī)上2米長(zhǎng)的機(jī)翼、集成操縱面以及艙門(mén)，均由打印機(jī)制作而成。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員則宣布開(kāi)發(fā)出一臺(tái)可以進(jìn)行生物打印的設(shè)備;2011年9月，世界首輛3D打印機(jī)制造的汽車(chē)現(xiàn)身加拿大溫尼伯市……

雖然中國(guó)目前并非3D打印的主市場(chǎng)，但已經(jīng)有不少嗅覺(jué)敏銳的掘金者，而這個(gè)群體正不斷擴(kuò)大。

“自然造物”

2012年7月畢業(yè)的中央美術(shù)學(xué)院學(xué)生宋博文，正在創(chuàng)辦一個(gè)3D藝術(shù)品工作室，取名格物。這源于一年前某次展覽上，她偶然看到一個(gè)奇特、流暢的自行車(chē)，“不知道怎么做出來(lái)的”，對(duì)造型的敏感讓她迅速在網(wǎng)絡(luò)上找到了答案，并和浙江的金濤取得了聯(lián)系。

“3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的造型手法完全不同，這是一種‘失控’的設(shè)計(jì)狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)完全自由的設(shè)計(jì)，充滿未知的驚喜感。”宋博文對(duì)南方周末記者說(shuō)。她很快設(shè)計(jì)、打印出禮帽、十二水燈、筆等一系列作品，其中的“禮帽”還在比利時(shí)3D打印廠商Materialise舉辦的“世界3D打印作品展”上摘得亞軍。

25歲的她備受鼓舞，決定和男朋友一起創(chuàng)業(yè)，除了生產(chǎn)銷(xiāo)售3D打印的藝術(shù)品，也和一些室內(nèi)設(shè)計(jì)的公司合作，幫他們?cè)O(shè)計(jì)3D圖像，實(shí)現(xiàn)一些“自然造物”的裝修想法。

“我們的目標(biāo)是讓3D打印技術(shù)融入生活之中，你可能意識(shí)不到它，但已經(jīng)在體驗(yàn)它帶來(lái)的改變。”宋博文說(shuō)。

生活在杭州的李慶華是位雕塑家，對(duì)佛教造像特別有興趣，四處走訪的他對(duì)國(guó)內(nèi)一些石窟的保護(hù)狀況很是擔(dān)憂，于是想做一些“力所能及的事”：把這些正在消失的文化遺產(chǎn)，用數(shù)字手段留下資料。

李慶華的做法是通過(guò)3D掃描技術(shù)，將一些有待保護(hù)的佛教造像，轉(zhuǎn)變?yōu)槿S數(shù)據(jù)圖像，再用3D打印機(jī)打出模型，供文物研究和圖像保留。

李已經(jīng)完成的一個(gè)實(shí)例，是山西天龍山石窟18窟的復(fù)原。天龍山石窟造像群上世紀(jì)30年代遭到洗劫，部件流落世界各地，在時(shí)間的侵蝕中已破敗不堪。李慶華和幾個(gè)朋友一起，花了十多天的時(shí)間，把18窟的3D數(shù)據(jù)掃描回來(lái)，又花了半年時(shí)間細(xì)致地拼出三維圖形。李使用的3D圖像處理軟件，來(lái)自華盛頓大學(xué)發(fā)明者的開(kāi)源分享。

李的團(tuán)隊(duì)正在設(shè)計(jì)一款手機(jī)應(yīng)用軟件，把天龍山石窟的三維數(shù)據(jù)上傳，再根據(jù)已有史料，標(biāo)出遺失部件在世界各個(gè)博物館的位置，有興趣的愛(ài)好者可以到自己身邊的博物館，用手機(jī)拍下部件的照片并傳回來(lái)，李慶華便可以把這些照片轉(zhuǎn)換成三維數(shù)據(jù)圖，再通過(guò)3D打印出復(fù)原后的造像。“我們已經(jīng)通過(guò)這種辦法，將國(guó)家博物館的一個(gè)頭像完成了復(fù)原，文物研究需要真實(shí)的觸感。”

挑戰(zhàn)“中國(guó)制造”

2011年6月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布一項(xiàng)新政策，并向3D打印產(chǎn)業(yè)支出5億美元以提升美國(guó)在制造業(yè)上的領(lǐng)先地位。

從工業(yè)領(lǐng)域到尋常百姓家，3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈正在形成。“社會(huì)化制造”成為行業(yè)內(nèi)外熱議的一個(gè)話題，制造業(yè)的形態(tài)正在發(fā)生潛移默化的改變。未來(lái)我們有可能利用這項(xiàng)“野蠻”的技術(shù)來(lái)直接打印出手機(jī)。

紐約另一家利用3D技術(shù)生產(chǎn)消費(fèi)品的公司Quirky擁有20萬(wàn)的注冊(cè)用戶，他們?cè)诰€搜集用戶的創(chuàng)意，產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙，用3D打印機(jī)以最快的速度成型，再上傳討論，最終確定方案后批量生產(chǎn)。屆時(shí)在線上和線下都會(huì)有銷(xiāo)售，他們最成功的產(chǎn)品是一排可折疊的接線板，設(shè)計(jì)者常從一個(gè)創(chuàng)意就獲得不少的收入，有的用戶一年能賺幾萬(wàn)美元。

 
Objet 260 Connex 3D打印機(jī)

而美國(guó)加利福尼亞州的Legacy Effect公司，利用Objet 3D打印機(jī)為電影特效片段制造3D模型和原型，為演員量身定制可以完全適合演員的臉、頸部和頭部的道具，在電影《侏羅紀(jì)公園》、《阿凡達(dá)》、《鋼鐵俠》以及《復(fù)仇者聯(lián)盟》中都有應(yīng)用。

日本一家公司甚至推出了面向個(gè)人的“Baby復(fù)原服務(wù)”：只需提供嬰兒在母親肚子里的X光照片，他們便可以復(fù)原成三維圖像后，打印出一個(gè)“肚子里的嬰兒”模型作為紀(jì)念。

3D打印還能實(shí)現(xiàn)一些傳統(tǒng)制造方式難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2011年巴黎春夏時(shí)裝展上，荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師IRIS van Herpen發(fā)布了他直接用3D打印機(jī)制作的立體服裝，這些超太空感的服裝由錦綸打印而成。

不再依賴人工，沒(méi)有組裝流程，沒(méi)有邊角料，3D技術(shù)的這些特點(diǎn)，將在某種程度上重新定義工廠。若成本進(jìn)一步降低，個(gè)性產(chǎn)品將獲得和規(guī)模產(chǎn)量同等的競(jìng)爭(zhēng)力。有人預(yù)計(jì)，到2020年之前，3D打印機(jī)將可以從事小規(guī)模生產(chǎn)，制造過(guò)去的勞動(dòng)密集型工藝品和商品。

這項(xiàng)新技術(shù)正在因此而重塑全球制造業(yè)格局。

2011年6月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布一項(xiàng)新政策，并向3D打印產(chǎn)業(yè)支出5億美元以提升美國(guó)在制造業(yè)上的領(lǐng)先地位。2012年7月17日，美國(guó)《外交政策》雜志網(wǎng)站發(fā)表題為《制造業(yè)的未來(lái)在美國(guó)而不在中國(guó)》，稱“技術(shù)進(jìn)步將使中國(guó)的制造業(yè)像過(guò)去20年里美國(guó)制造業(yè)那樣迅速衰落”。

“和美國(guó)相比，中國(guó)缺少DIY(自己動(dòng)手)的習(xí)慣和創(chuàng)意設(shè)計(jì)發(fā)展的土壤。”金濤說(shuō)，在新技術(shù)開(kāi)啟的下一輪制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，中國(guó)表現(xiàn)如何還是個(gè)未知數(shù)。

北京計(jì)算中心有一臺(tái)3D打印機(jī)，其虛擬現(xiàn)實(shí)部經(jīng)理季紅持同樣觀點(diǎn)，“前不久中國(guó)發(fā)明家協(xié)會(huì)組織了一些企業(yè)到我們這參觀，大多數(shù)人對(duì)這一技術(shù)不敏感，不覺(jué)得它物有所值，唯一產(chǎn)生興趣的是一家想做‘山寨’眼鏡的企業(yè)。”

而在這個(gè)行業(yè)中浸淫多年的林永利覺(jué)得不必太擔(dān)憂，到目前為止，技術(shù)還存在一些局限性，比如材料限于塑料、樹(shù)脂和金屬，精度也只能精確到幾十毫米，在規(guī)?；a(chǎn)方面也不具備優(yōu)勢(shì)。他說(shuō)，“3D打印機(jī)不是萬(wàn)能機(jī)。”

無(wú)論如何，3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一種可能，只要你有一臺(tái)電腦，一個(gè)想法，不管你在窮鄉(xiāng)僻壤，還是繁華都市，都可以通過(guò)自己的方式，改造這個(gè)世界——至少改變自己的世界。