3D打印突破

文‖《上海国资》记者 孙一元 整理

3D打印突破

文‖《上海国资》记者 孙一元 整理

当前，3D打印技术越发成熟，实现了诸多令人兴奋的突破，在改变了人们生活现状的同时，也带来新的产业发展机遇。

优势明显

3D打印技术早在1990年代问世，但直到近几年才有突飞猛进的发展。

与传统制造业相比，3D打印技术具有制造成本低、制作周期短、生产效率高等明显的优势。期打印原材料浪费率很低，绝大部分材料可以被回收再次使用，因为它能打印出组装好的产品，因此还节约了组装成本。这将打破传统的制造定价模式。

用传统方法制造出一个部件或原型往往需要数周或数月，而使用3D打印技术则可以将时间缩短为数天乃至数个小时。

就传统工艺而言，物件形状越复杂，制造成本越高且存在诸多限制。3D打印技术并不受复杂程度的限制并且不会增加制造成本和时间。这将改变通常的设计和制造的局限性，让更多的设计方案有了实现的可能。

该行业在全球目前有六大巨头。包括3D打印行业的创始者3D Systems,Stratasys,领先的工业级3D打印机生产商EOS，桌面级3D打印界的首家企业Makerbot，来自德国的另一家巨头、金属3D打印机厂商SLMSolutions，纽约3D打印耗材厂商Graphene3DLab。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造。

目前3D打印技术已经在军事、航空航天、医疗、汽车、机械设备制造及消费领域得到了一定的应用，在珠宝、鞋类、工业设计、建筑等领域也有所应用，甚至已能打印人脸和心脏。

在全球3D打印下游行业应用中，汽车行业应用规模最大，其次是消费产品行业。虽然消费产品行业应用占到第二位，但整体来看，除了消费产品之外的其他领域多数属于工业领域，因此工业级3D打印的应用规模远远超过消费级3D打印。

新突破

2016年，3D打印新突破不断。

1月4日，3DSystems将其ProXDMP3203D打印机推向市场。这款直接金属3D打印机具有高精度、高生产量的特征，并且非常适合打印化学纯钛、不锈钢和镍基超合金零件。

其后，美国能源部的ORNL和建筑公司SOM合作推出了世界上最大的、节能且环保的3D打印聚合物建筑原型和一体化的3D打印车辆，前者由后者供能，二者展示了未来的离网生活。

2月，西门子投资2140万欧元在瑞典开设其第一家金属3D打印工厂来大规模生产金属打印件。这是西门子在金属3D打印领域的首次重大投资。一群来自WakeForestBaptist医学中心的再生医学科学家则开发出一种能打印活的组织结构（如骨骼和器官）的3D生物打印机，成功地打印出了耳朵、骨骼和肌肉结构。

3月22日，NASA将其第二代便携式机载3D打印机成功送上国际空间站。

4月，工业级3D打印公司Carbon（以前叫Carbon3D）推出了其第一款基于CLIP的商业3D打印机M1和七种新的专有树脂材料。迪拜推出了“迪拜3D打印战略”，这个独特的全球计划将在三个关键领域推进3D打印技术：3D打印建筑、3D印打印医疗应用和3D打印医疗物品。该计划的一个关键目标是截至2030年，迪拜3D打印建筑物的比率不少于25%。一个月后，迪拜在短短17天内完成了世界上第一个3D打印“未来办公室”，其面积为250平方米。3D打印巨头Stratasys则揭示了其创新的J7503D打印机，新机器比Stratasys现有的聚合物喷射3D打印机快两倍，最多可以同时打印六种材料，而打印材料的颜色有数千种。

5月，惠普推出并开始售卖其首款喷射熔融3D打印机。据说新机器的打印速度比现有系统快10倍，但其成本只有它们的一半。

6月，空中客车公司在2016年柏林国际航空航天展览上展出了一款4米长的3D打印无人机。这个无人机是完全3D打印而成的，将被用来优化空气动力学设计。LocalMotors推出的一款3D打印自动驾驶巴士——Olli，首次出现在华盛顿特区的道路上。它是第一款使用IBMWatson的汽车物联网——一个以汽车为中心的认知学习平台——的汽车。

9月，美国通用电气（GE）试图用14亿美元收购ArcamAB和SLMSolutions。最终的结果是GE成功地收购了Arcam，对SLMSolutions的收购失败，但转而购买了ConceptLaser。

10月18日，Ultimaker在全球推出了Ultimaker3。在前两款3D打印机的基础上，Ultimaker3拥有一个完全一体化的专业3D打印环境和一个可靠的双挤出系统，并且可以打印工业级线材，真正的是一款专业级桌面3D打印机。

11月，微软获得了一项新的3D打印技术专利，该技术能用混合的CMYKW材料实现全彩3D打印。这意味着您将可以3D打印出带有任何颜色的多彩对象。

12月，悉尼的心脏研究所（HRI）开发了一款能3D打印人类细胞的生物打印机，并成功地3D打印出跳动的心脏细胞，这些细胞可用来修复受损的心脏组织。这是一项重大的突破，意味着人类离3D打印出可植入的人体器官又进了一步。

更让人兴奋的是，近日由亚马逊创始人Jeff Bezos拥有的航空航天公司蓝色起源正在使用3D打印技术来构建BE-4，这是一种由液化天然气驱动的下一代火箭发动机，这台发动机将为蓝色起源的新Glenn轨道火箭提供动力，并且也可能是联合发射联盟的火箭。

市场爆发

多种3D打印预测数据表明，3D打印正处在市场爆发前夜。机构估计目前的全球3D打印市场价值48亿美元，SmarTech认为是37亿美元，SmithersPira认为是59亿美元。

在对未来的预测上，各家数据虽差别甚大，但都不否认未来市场巨大。ContextWorld保守预测到2020年，3D打印市场规模为160亿美元，ARKInvest则认为有410亿美元。到2025年，LuxResearch预测只有120亿美元，而麦肯锡预测至少为1800亿美元。汇总这些数据后，德勤预计，到2020年3D打印市场的总值将达到205亿美元。

《“十三五”3D打印行业深度分析及发展规划指导报告》认为，推动3D打印长足发展的原因众多，其中之一是像惠普这样的巨头加入了增材制造世界。2016年早些时候，惠普发布了他们的喷射熔融3D打印机，他们的参与可能将给3D打印行业带来新面貌。据该报告，更好的材料和处理能力也将促进行业的增长。

该报告同时预测桌面3D打印机市场会显著增长，尽管3DSystems等主要的3D打印公司公开宣布计划撤出该领域，坚定地转向工业级增材制造。作为桌面3D打印市场上升可能性的证据，机构报告提到了改进了的FDM3D打印以及除FDM之外的新型桌面3D打印机。

“虽然桌面3D打印部分仅产生了2.93亿美元的收入，这只占整个增材制造市场的一小部分，但该部分2015年的年收入实现了62%的增长，”德勤服务有限公司的研究总监Mark Cotteleer说，“虽然在早期，除了爱好者使用外，桌面3D打印机只在教育领域得到了有限使用，但现在，产品设计、艺术、珠宝、牙科和消费产品等行业正在越来越多地使用这类机器。”

专家认为，未来一个时期内，3D打印行业仍将在高附加值价值的行业内首先得到发展。综合考虑下游的需求场景，医疗、航空航天、汽车将有望成为3D打印技术的主力爆发点。