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過(guò)往的人類(lèi)制造史是以等材制造、減材制造為主。3D打印又稱(chēng)增材制造，是基于近年來(lái)自動(dòng)化控制、材料、激光等多領(lǐng)域科技進(jìn)步基礎(chǔ)上誕生的制造理念創(chuàng)新，從這個(gè)角度可更深刻的理解為何3D打印得到各國(guó)政府與諸多企業(yè)的廣泛關(guān)注。
從概念上看，3D打印確實(shí)可以“無(wú)所不能”；但從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)角度看，其定位是對(duì)現(xiàn)有制造工藝的補(bǔ)充與完善，而不是對(duì)傳統(tǒng)制造工藝的顛覆，未來(lái)等材制造、減材制造和增材制造三者將長(zhǎng)期共存。
3D打印（3DPrinting）技術(shù)作為快速成型領(lǐng)域的一種新興技術(shù)，目前正成為一股迅猛發(fā)展的潮流。3D打印起源于已有較長(zhǎng)時(shí)間工業(yè)應(yīng)用歷史的“快速成型技術(shù)”，是在計(jì)算機(jī)控制下，基于“增材制造”的原理，采用各種方法堆積離散材料，最終完成零件的成形與制造的技術(shù)。3D打印與傳統(tǒng)的加工工藝通過(guò)切削、打磨、沖壓來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成型的過(guò)程具有本質(zhì)區(qū)別，其分層制造的特性能夠便捷地實(shí)現(xiàn)數(shù)字模型向產(chǎn)品實(shí)物的轉(zhuǎn)化，且無(wú)需模具，產(chǎn)生極少的廢料，在非批量化生產(chǎn)中具有明顯的成本和效率優(yōu)勢(shì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)在人類(lèi)生活中的應(yīng)用不斷深化，以及物質(zhì)文化消費(fèi)需求逐漸凸顯出個(gè)性化的特征，3D打印作為一種制造技術(shù)得以迅速崛起。
1、3D打印催生新一輪工業(yè)革命
3D打印具備顛覆現(xiàn)有制造業(yè)生產(chǎn)模式的巨大潛力。模具專(zhuān)家羅百輝表示，由于3D打印無(wú)需模具，單個(gè)生產(chǎn)與批量生產(chǎn)的成本差別不大，使3D打印在非批量生產(chǎn)中極具優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，節(jié)省材料、成本與形狀復(fù)雜度無(wú)關(guān)的特性，也使得3D打印在很多場(chǎng)景成為比傳統(tǒng)工藝更優(yōu)的選擇。
基于人們對(duì)個(gè)性化產(chǎn)品需求的不斷增強(qiáng)，以及研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)鏈中愈發(fā)重要的判斷，羅百輝認(rèn)為，3D打印存在巨大的市場(chǎng)前景，在多個(gè)領(lǐng)域具備顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的可能。在消費(fèi)級(jí)3D打印市場(chǎng)，基于工程塑料的熱塑擠壓技術(shù)將成為主流；在模型、設(shè)計(jì)領(lǐng)域，光敏樹(shù)脂固化將成為主要技術(shù)；在金屬、合金構(gòu)建直接制造領(lǐng)域，激光燒結(jié)具有巨大的發(fā)展前景；生物材料同樣具備巨大的發(fā)展?jié)摿�，在醫(yī)療、美容、保健等領(lǐng)域具有顛覆性。另外，由于3D打印使得產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)由數(shù)字模型到產(chǎn)品實(shí)物的“一鍵實(shí)現(xiàn)”，使得制造過(guò)程完全可以在用戶(hù)處進(jìn)行，對(duì)集約生產(chǎn)下的物流模式也會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊。
技術(shù)不斷突破和應(yīng)用持續(xù)拓寬給人們帶來(lái)極大的想象空間。由于3D打印技術(shù)極易將商品的流通轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型的傳播，因此，羅百輝認(rèn)為，3D打印將成為催生新一輪工業(yè)革命的新興技術(shù)。目前，3D打印比較成功的應(yīng)用包括設(shè)計(jì)過(guò)程中的原型制造，沖模、手板等模具相關(guān)物品的制造，以及在航空和軍工領(lǐng)域的飛行器結(jié)構(gòu)件制造等。在線的3D打印服務(wù)在全球范圍內(nèi)也迅速興起，成為獲得個(gè)性化個(gè)人消費(fèi)品、工藝品的重要途徑。上述領(lǐng)域主要受益于3D打印無(wú)需模具的特性，在非批量制造中取得成本和效率優(yōu)勢(shì)。
結(jié)合社交網(wǎng)絡(luò)對(duì)產(chǎn)品模型的分享傳播和眾包模式下大眾對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程的廣泛參與，3D打印將成為一種顛覆性的制造技術(shù)，和滿(mǎn)足人類(lèi)個(gè)性化需求的重要途徑。美國(guó)Shapeways公司和Quirky公司的案例已經(jīng)很好的驗(yàn)證了上述觀點(diǎn)。同時(shí)，我們可以想象，隨著3D打印材料類(lèi)型的日益擴(kuò)充、對(duì)產(chǎn)品性能控制能力的增強(qiáng)以及打印精度和體積的提升，Shapeways和Quirky這類(lèi)公司的業(yè)務(wù)范圍將不再局限于“中看不中用”的塑料工藝品和結(jié)構(gòu)件。
2、3D打印在全球迅猛發(fā)展
在2008年開(kāi)始的本輪全球金融危機(jī)當(dāng)中，歐美國(guó)家普遍意識(shí)到以服務(wù)業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的空心經(jīng)濟(jì)在面對(duì)經(jīng)濟(jì)周期波動(dòng)時(shí)的脆弱性。同時(shí)，新興國(guó)家的成本優(yōu)勢(shì)又使得發(fā)達(dá)國(guó)家在傳統(tǒng)制造業(yè)上不再有競(jìng)爭(zhēng)力。因此，結(jié)合自身技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍將目光投向以ICT技術(shù)、新材料技術(shù)、高精密機(jī)電技術(shù)和高端裝備技術(shù)為代表的先進(jìn)制造業(yè)，希望以前瞻布局和技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)的高端環(huán)節(jié)，繼續(xù)保持在全球經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)地位。而3D打印作為一種具有全新稟賦的制造技術(shù)，被各國(guó)政府寄予厚望，成為發(fā)達(dá)國(guó)家振興本國(guó)制造業(yè)的“救命稻草”之一。
“重振美國(guó)制造業(yè)計(jì)劃”將3D打印作為首個(gè)振興美國(guó)制造業(yè)的支撐技術(shù)。2012年8月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬撥款3000萬(wàn)美元，在俄亥俄州建立了國(guó)家級(jí)3D打印研究中心，并計(jì)劃第一步投入5億美元用于3D打印，以確保美國(guó)制造業(yè)不繼續(xù)轉(zhuǎn)移到中國(guó)和印度。該計(jì)劃是3D打印第一次得到國(guó)家層面的重視和支持。
美國(guó)率先拉開(kāi)制造業(yè)變革序幕。2012年10月，全球3D打印服務(wù)的代表企業(yè)Shapeways進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)充，位于紐約皇后區(qū)的“未來(lái)工廠”投入運(yùn)營(yíng)�！拔磥�(lái)工廠”里的機(jī)器，就是50臺(tái)工業(yè)3D打印機(jī)，通過(guò)Facebook和Twitter等社會(huì)媒體，接受客戶(hù)的各種產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)方案，并在數(shù)天內(nèi)完成產(chǎn)品的打印生產(chǎn)，然后寄送給客戶(hù)。同時(shí)，該公司還為商家和設(shè)計(jì)者設(shè)立平臺(tái)，使他們可以利用公司的3D打印機(jī)生產(chǎn)并銷(xiāo)售自己設(shè)計(jì)或收集的產(chǎn)品，目前該公司已有近15萬(wàn)個(gè)平臺(tái)會(huì)員，6000余名設(shè)計(jì)者，至2012年6月20日，已打印了100多萬(wàn)個(gè)3D產(chǎn)品。成為以3D打印機(jī)作為生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)典范。
