欢迎进入3D制造时代

一个新兴的数字生产革命正在到来，在这一新兴革命中，每个人都可以成为产品制造专家，拥有自己的独特工厂。

晚上临睡前，在新式购物网站上看好一双鞋，下载材料和尺寸数据，然后轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传递到一台“加大版”的喷墨打印机上。第二天一早，打开打印机，一双崭新的鞋就呈现在你面前，穿上它就可以上班了。

这不是科幻小说的情节，事实上，这种神奇的打印机已经出现在世界各地数十万家企业的工作问，甚至还进入了一些“3D打印发烧友”的书房。是的，3D打印（或称三维打印）技术正在风靡全球。

重型设备、蓝领工人、装配线、大工业……这些都已是工业时代的“明日黄花”。“如果有数百万的人可以在自己家中或企业中更廉价、更快捷地同时生产一批或单独一个产品，而生产出来的产品可以与世界上最先进的工厂的产品相媲美，那会是怎样的图景？”

美国华盛顿特区经济趋势基金会主席杰里米·里夫金在其新著《第三次工业革命》中宣告，一个新兴的数字生产革命正在到来，在这一新兴革命中，每个人都可以成为产品制造专家，拥有自己的独特工厂。

生产成本只有传统制造方式的十分之一

一个完整的3D打印过程大约是这样：首先，通过计算机辅助设计（CAD）（补充文字链接）的帮助，3D打印机的软件可以对产品进行扫描分析，生成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上。

根据切片处理的截面轮廓，在计算机控制下，相应的成型头（根据设备的不同，分别为激光头或喷头等）进行扫描，在工作台上一层一层地堆积材料，然后将各层粘结（根据工艺的不同，有各自的物理或者化学过程），最终得到原型产品。

理论上，几乎所有的产品，无论是珠宝还是手机，抑或是汽车或飞机的部件，还是医疗移植物，乃至电池，都可以通过这种立体的堆叠方式“打印”出来。

3D打印，是20世纪八九十年代兴起于美国的快速成型技术之一。快速成型（Rapid prototyping，RP）（补充图片链接）是一种快速生成模型或者零件的制造技术。依靠此技术，可以生成非常复杂的实体，而且成型的过程中无需模具的辅助。

对于快速成型技术的研究始于1970年代，但是直到1980年代末才逐渐出现了成熟的制造设备。美国3M公司的Alan J.Herbert（1978年）、日本名古屋市工业研究所的小玉秀男（1980年）、美国UVP公司的Charles W.Hull（1982年）、日本大阪工业技术研究所的丸谷洋二（1993年），各自独立地提出了快速成型的技术设想。

这种“添加制造”模式不同于传统制造的“减成法”，后者是对原材料进行剪裁、拼接然后连接而成。工业分析家预计，今后数年，将有成百上千万的消费者会通过网络下载3D的日用品，并在家里或单位将其打印出来。

3D企业家们对这种添加制造法极具信心，这种生产方式所需要的原材料只有传统生产方式的十分之一，能源消耗也远低于传统的工厂式生产，大大降低了成本。

大规模应用将改变产业版图

目前，中国的快速成型技术已经具备产业化发展能力。早在20世纪90年代，就有学者从国外引进了快速成型技术，并以高校为依托进行研发。目前，清华大学、华中科技大学以及西安交通大学已经成功地将该技术投入产业化生产。

“快速成型技术能够帮助企业快速将创新的想法付诸实践，并通过最短的周期让新产品上线。”武汉滨湖机电技术产业有限公司总经理蔡道生说。

蔡道生管理的这家企业，是国内最早一批投入快速成型技术研究的企业，现在已经为国内200多家企业、研究单位提供快速成型机。

“玉柴集团在运用快速成型技术研发新的发动机之前，制造一个尚在调试中的试验产品需要至少五个月，而现在，半个月就可以完成了。”蔡道生告诉本刊记者。

快速成型产业具有一定的市场门槛，仅以激光粉末成型为例，就需要激光、机电、材料、化学、控制等各学科的人才，它是一种交叉学科的应用。蔡道生认为，在一定的时间内，快速成型技术必然以高校为主导，而相关制造业的研发中心也会向人才中心地带聚集。

不过，由于快速成型技术尚不适用于大规模的产品制造，另一方面，中国传统制造业的劳动力成本相对优势还将持续较长一段时间，这都成为阻碍企业追求技术革新的因素。

制造业企业缺乏创新，其市场将会逐渐流失，虽然规模制造型企业的地位仍然无法取代，但随着制造业数字化进程的加速，不具备创新能力的企业势必将被淘汰。

如今，科学家们正在利用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，很有可能有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样大型的人体器官。

同样，人们还将大规模“打印”食品。康奈尔大学的科学家已经成功打印出了杯形蛋糕。几乎业界的所有人都相信，食品界的杀手级应用讲师能够打印巧克力的机器。