“互联网+3D打印”——智能制造就在身边

丁雪

在今年的“两会”中，李克强总理在《2015年政府工作报告》中指出，制造业是中国的优势行业，要实施“中国制造2025”、制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展。在此之前，工信部、国家发改委和财政部于2月28日发布了《国家增材制造产业发展推进计划》，从政策导向看，3D打印技术（即“增材制造”）发展已经成为时代发展的焦点。根据3D打印发展情况看，3D打印的个性化及定制化的需求将被大大激发，未来3D打印产业发展中关于模型设计、智能化制造、以及新材料的研发都将成为影响3D打印产业发展的重要因素。

在“互联网+”的新形势下，3D打印的上下游企业如何利用自身条件增强竞争优势，为此，本刊记者采访了北京紫晶立方科技有限公司（以下简称“紫晶立方”）联合创始人张建、北京南极熊科技有限公司（以下简称“南极熊”）CEO黎海雄、美匠网CEO王梦商，一同探讨互联网时代下3D打印产业在未来所面临的发展机遇。

3D打印将“制造”变“智造”

3D打印技术是先在计算机上设计好CAD三维模型，然后通过3D打印机将材料逐层叠加，最终生成产品。3D打印技术具有按需制造、减少废弃副产品、材料多种组合、精确实体复制、便携制造等多种优势。这些优势可以降低约50%的制造费用，缩短加工周期70%，实现设计制造一体化和复杂制造。

从3D打印技术的特点看，不论是从互联和集成角度还是绿色生产、敏捷制造和泛在制造的角度分析，3D打印都可以与工业智能制造在概念上做到极佳的契合。3D打印发展后期必将进入到大批量、规模化生产应用阶段，当然这必须借助互联网。互联网平台化的业务时代是3D打印一个重要的发展新阶段。3D打印技术的发展必然会走向“分布式智造”。“分布式智造”模式与“互联网+3D打印”密不可分。

单从产生制造工具的角度来看，3D打印技术的确只是制造业的补充，目前還存在一些技术上的缺点。首先是精度不够高。在逐层制造过程中，虽然每个层次会被计算机软件做的很薄，但在一定微观尺度下仍会形成一定厚度的多层“台阶”，这就是所谓台阶效应。其次是打印速度慢。3D打印受制于“三次方定律”，即随着体积的增加，打印时间、材料数量都会成三次方增长。如果想要打印2倍于原体积的物体，就需要花费8倍的时间和成本。第三是机械强度差。受材料和成形技术的影响，一些产品的耐久性和可靠性还存在问题，在长期应用、耐疲劳等方面是弱项。用于航空航天业、汽车制造业的金属3D打印除外。

基于3D打印技术的特点，紫晶立方联合创始人张建认为，互联网时代的最大特色之一就是大数据，让一个普通人也可以通过互联网学习知识后进行创新、创业。互联网与3D打印相结合，是3D打印行业爆炸式发展的一个契机和基础，大家可以在互联网上交流学习3D打印知识、分享3D打印产品经验、扩大业务渠道。3D打印则是让个人生产成为可能。传统的制造和销售模式，是在工厂里通过流水线作业，将产品生产制造出来，然后通过线上的电商平台、线下的销售渠道（批发商、零售商）将产品发送到世界各地的消费者手中。

3D打印目前存在的“打印速度慢、难以批量成品”的问题，可以通过分布式制造来解决。这些分布式制造结点如何建立？南极熊创始人黎海雄认为，3D打印可以做很多很有意义又很有意思的事情，可以很容易实现设计师的创意。南极熊在平台上推出了“熊玩意”众创空间用以展示和售卖网友设计的3D打印产品，通过互相的交流，使3D打印变得更有趣。3D打印产品本身，如果与大数据平台相对接，会产生更大的价值。那么一旦形成以大数据平台为基础的3D打印分布式制造模式，将会产生颠覆性力量：冲击传统电商。现在的电商运营模式是，在网上促成用户交易，通过物流将产品发售到用户手中。而未来，虽然不能达到人手一台3D打印机的程度，但人们居住周围的分布式制造点，可以就近提供相应的产品。人们无需在网上下单，就可以在分布式制造点的电脑里选择数字模型，然后打印出来。分布式制造方式的重要意义是使每一个个体劳动者拥有极大的生产工业化产品的能力，并且会极大地提升他们的创新创意能力，这种模式是对传统工业化大生产、特别是劳动密集型制造业的冲击，当3D打印技术发展到一定程度的时候，将会极大的提升人类社会的生产力，会改变当前的产业结构，甚至社会结构。

由于3D打印技术的开源性，3D打印技术易被掌握，但普及度并不高，据黎海雄介绍，一般3D打印机的使用者有以下几类：设计师、创客、教育工作者、科研院所研究员。对于普通大众，并不是很理解什么是3D打印，不知道3D打印机可以打印什么，需要对3D打印技术进行普及，需要政府部门组织活动做科普工作。黎海雄认为，青少年决定着中国的未来，3D打印在教育和设计领域的应用，也决定着3D打印产业的未来。2014年南极熊团队设计制作了3D打印培训教材《神奇的3D打印》，以小朋友的视角，通过卡通人物讲述故事的方式图文并茂的展示了3D打印的历史、技术、产品。南极熊今年组织了3D打印技术培训班，请来专家和3D打印厂商举行了为期8天的培训，让大家初步掌握3D打印技术。让更多人投入到3D打印产业中，才能使这个行业繁荣发展。

当电商遇上3D打印

电商正在展现着信息时代绮丽的视野。货物以电商达成供需双方随意念的沟通，实现了远程交易。随着3D打印技术的应用和新材料的研发应用，电商带来了消费便利，可能就是“你只需想象，剩下的留给电商来做”这句动人心魄的广告词了。正是生产力迭代发展，正如托夫勒预言的那样：电商将以匪夷所思的形式，改变着我们生活的世界。据权威机构统计，2014年中国拥有设计专业的高等院校共有1 917所，每年约20万各类设计专业的大学生进入设计领域。近几年，不同领域的设计师已经发现了3D打印机在设计工作中的使用价值。基于自身的理解，描绘出来的互联网时代3D打印的生态圈。毫无疑问，消费级的产品将是不可忽视的市场细分。在互联网时代，与3D打印相关的产品和服务正在通过O2O的方式与用户对接。

通过传统制造方式生产的产品，一般具有一定的刚性需求，但在创意、设计方面，却未必受到用户的欢迎。用户能接受，是因为没有更多的选择。特别是用户需要的个性化定制的产品，传统制造方式因为本成原因很难现实。美匠网创始人王梦商介绍，解决传统制造业这些痼疾的最好方式，就是建立以大数据为支撑的设计师平台，结合3D打印“个性化定制”的优点，打造出遍布世界各地的分布式制造点。美匠网3D打印平台，即是将设计师推向大众向消费者，展示的是设计师个人及他们所设计的作品，让消费者来判断商品的好坏，设计师的创意和灵感就是他们最好的商品。设计师给产品赋予新的故事提高了产品的附加值，消费者对这个灵感有兴趣，直接下单购买。

在分布式制造的基础上，产品生产的单位时间消耗变得无足轻重，1万个分布式制造点生产出单个成品，与1万个成品在1个加工厂制造，其产能一样。而且前者无需仓储、物流的环节。王梦商认为，要打造分布式制造点，要解决的核心问题之一，就是必须拥有以庞大的设计作品为基础的设计师平台。在这个平台上，任何人即使不具备建模的知识，但只要有产品设计的创意，就可以和设计师及时进行沟通，设计出自己想要的数字模型，然后通过3D打印机来实现；另一方面，这个平台必须能够确保证设计师赢利，设计师的创造力、创意思维才能源源不断地发挥出来。一旦解决了这些问题，互联网与制造业就可以彻底打通。有了完善的设计师平台，在人群聚集的互联网上，创新创新思想就可以得到实现；有了以3D打印机为工具的分布式制造点，可以为制造点周边的普通用户提供个性化定制的产品。

概念性的实验已经描绘出了行将出现的生活：今后在网店看中一件成衣，到消费者手中的将不是我们交易之后由物流快递而来的实物，而是商家提供包括式样颜色配饰等一应俱全的成衣数据，经网络交易成功后，通过网络传到连有3D打印机的一端，按照用户的身材数据，不用任何现成的织物和其他配料，完全由3D打印完成一件合身的衣服。或者是消费者下载DIY軟件，自己设计一件完全是个人创意的物品，然后将软件生成的数据交由3D打印机制出单件或多件成品。

3D打印与电商配合，无疑将带来绝大多数工厂消失的革命性时代。这个时候，在电商领域内，商家将分形为商品数据生产商和商品打印商。未来的消费除了内容生产商与消费者之间的关系外，他们之间会形成例如专事服装或者物品3D打印分门别类的运营商，为消费者打印由内容生产商提供数据的产品。

因此，未来的消费，实质上是数据消费。除生物加工和化工日用品之外的任何生活消费品，包括工业设备和零配件，厂家从试产到正式上市，只需最终形成数据，而不必准备库存，货物交易将以每笔成交的打印任务的完成为终结。而这种随消费而即时生产带来的革命性意义，则不止是减少了产品积压和流动资金的沉淀，更积极的意义是减少了能源及原材料的浪费，并且实现了数据修改和产品完全针对消费的不断升级。在某种程度上解决了市场过剩带来的经济危机问题。进一步深入，由于3D技术在一定程度上取代了配套生产，促进了新材料的开发应用，物品被消费终止后的废弃物回收也会比之目前的消费方式容易许多，有利于保护地球自然环境，长远地解决资源对经济发展约束的问题。

3D打印产业未来与前景

可以想象一下，未来的服装店，将会把顾客的身材数据扫描之后传输到云端数据库，配合设计师的设计方案，以最贴身、最舒服的结果，将产品打印出来。这种在家里就可以完成的服装设计、生产方式，值得各界广泛关注和思考。

在过去的5年里，3D打印已经融入航空、时尚、医疗到运动等各个工业领域的生产周期中。相信在未来5～10年，3D打印技术将会有巨大的突破。当3D打印技术的精度、速度以及打印的材料不断提升的时候，以3D打印和大数据为基础的分布式制造模式一旦普及，3D打印作为新一代革命性制造技术，与互联网信息技术相结合，将共同推动制造行业的大变革，加快迎接“工业4.0”时代的到来。