逐迹全球3D打印

3D打印行业从不缺惊喜，不久前美国一个研究团队开发了一种利用注入内皮细胞的3D打印血管补片，为血管修复提供了新方法；我国科研团队利用生物材料成功打印出再生关节软骨，让关节缺损部位高质量修复成为可能；去年年底，成都一家公司还首次将打印血管植入活体，使器官再造梦想向前跨越了一大步。

就全球的走势看，在经历一番喧嚣之后，人们冷静下来让3D打印回归实际有效的研究方向，更加注重设备和材料的基础研发，以解决产业发展的瓶颈。同时也出现了越来越多有实际价值的成果，而不是停留在空谈上。

与传统产业的微妙关系

尽管科技界、投资界以及政府部门都在高度关注3D打印，但不可否认它目前仍在“萌芽”阶段。最直观的就是：用于打印的材料有限、价格昂贵，打印精度有待提高。过去几年，3D打印热潮“过山车”般的经历就印证了这一点，曾经火爆的3D打印体验店魅力不再，相关投资随之减少，产业推进遭遇难言的尴尬。

要想弄明白3D打印正确发展方向，就得先搞清楚它与传统制造业的关系。

3D打印的特点是即使是很复杂的东西都可以神奇般的制造出来，所以它是一种实实在在重要的制造技术。其他的制造技术即使经过了数十年的努力也不过还是在集合复杂度上略有进展――而3D打印技术却可以轻而易举的解决这个问题。一时间3D打印将冲击传统行业的说法不断流传。

然而，就像是微波不能取代传统的烹饪方式一样，3D打印也不会取代其他的制造技术。主要原因还是因为3D打印并不成熟，就算是这个技术再发展至下一阶段，在时间取得重大的突破，坐稳它在产品的小批量、个性化生产制造上有无法比拟的优势，但它在大批量生产上的速度和成本上仍比不过传统的制造方式，而且这一现象将持续很长时间。

就3D打印的从业者而言，新材料的出现或许是他们最期待的事情了，比如业界热捧的石墨烯。不过，一位新材料行业资深投资人曾表示，纵观历史，一种新材料的出现到它真正的能普遍的使用需要经历一个发展过渡期，这个过渡期的时间并不短，石墨烯也是如此。

回过头不谈“冲击”这件事，如果把3D打印作为传统制造业的一个补充，那就真的无可取代了，这一点可不再赘述。

来自从业者的困惑

业界普遍性的认为3D打印的出现将会迫使传统制造业改变它的“规模经济”模式，传统的制造方法是基于规模经济的简单观念，也就是扩大工厂规模，并且只生产同一种产品，从而提高生产效率。这种方法最初诞生于福特的汽车生产线。一百年后的今天，富士康的20多万工人也在做着同样的事情。3D打印使得制造业再也不需要通过大批量的生产来降低成本提高质量了，而是可以通过少量的生产就能以低廉的价格获得高质量的产品了。当然这也是很多3D打印从业者商业模式的来源。为何着重强调这是商业模式的来源呢？因为在业界，这是一个相对敏感的单一运营模式。

大部分的3D打印公司都是如此，以低廉的价格替代很多制作工艺，比较早使用并推广这一模式的公司是美国知名印展司FedEx Kinko’s，之后的Shapeways公司也参与进来，同时还有类似Thingiverse、Instructables这样的设计库。不过，这些模式出现到发展至今天，其所占不多的市场份额依然没有太多的变化。

这样的模式跟3D打印本身最具价值的“个性化”化生产有些偏差，如果能走向高质量的产品类似像珠宝一样的定制项目，甚至扩展至为特殊病人量身定做的义肢的话，3D打印的价值才是被最大化的利用。

当然，3D打印的大方向如何走是大公司考虑的，大部分的小公司想的是如何在短时间内回本，于是可以看到3D打印跟培训结合起来，国内很多城市类似的培训产业正如火如荼。

更高超的技术

3D打印并不缺新闻，它本身就是一个创造性的行业，随时都可能出一些新颖的产品，今天是身体器官，明天是一栋房子。这些突破体现的更多的是这个领域的创造性，而在技术层面则没有突破性的变化。但在技术上有两个方方向是值得注意的――电子打印以及生物打印，二者在技术上市有重大突破的，前者使物体具有逻辑性和功能性，后者有可能是3D打印界最振奋人性的领域。。

维克森林大学的艾塔拉博士作为先驱已经成功打印出了植入人体尿道的印刷品。圣地亚哥的 Organovo公司打印出了用于医学研究和治疗用途的功能性人体组织。 Craig Venter 和Cambrian Genomics公司甚至打印出了DNA――一次打印一个碱基对。

这些更讲究技术的3D打印方式与普通的3D打印有所不同――我们说3D打印本身还不够成熟，更多的是针对服务于传统制造业的3D打印，而电子打印以及生物打印由于在技术上的重大突破，针对又是让人棘手的医学领域，因此它的研究价值更高。

中国进入“领跑”阶段

今年年初，华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥携其研发的“智能微铸锻铣复合制造技术”与法国空客公司举行了技术合作签约仪式，这是法中两国在先进制造领域的一项重要合作。而在这之前美国通用电气公司也主动找上门洽谈合作。在3D打印技术上，中国已经脱离多年的“跟跑”，开始步入“领跑”阶段。

在经历多番努力，张海鸥团队创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一，成功制造出世界首批3D打印锻件，实现3D打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件，全面提高了制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性，降低设备投资和原材料成本，大幅缩短制造流程与周期，全面解决常规3D打印成本高、工时长，打印不出经久耐用材质的世界性难题。这项技术改变了长期以来由西方引领的“铸锻铣分离”的传统制造历史。

一个月后，“领跑”前线再次传来捷报，中国科学技术大学数学科学学院国家数学与交叉科学中心（合肥）图形与几何计算实验室的研究组，成功实现了“经济节约型”3D打印的结构优化设计与验证。他们提出的这种“蒙皮―框架”轻质结构的多目标优化方案：在内部嵌入尽可能简洁的框架结构来支撑打印物体表面和承受各个方向的物理受力，从而大大减少实际打印体积。

该方案能有效降低打印材料成本，并使打印物体满足所要求的物理强度、受力稳定性、自平衡性及可打印性。际打印实验证明，该方案对于目前普遍使用的粉末式3D打印机和挤压式3D打印机同样适用；同时，该方法比目前3D打印所普遍采取的实心打印节省约70%的材料，并缩短了打印时间，具有更好的成本效益。

领跑世界3D打印技术对于中国这个制造强国意义非凡。

3D打印新奇事

3D打印物体进入了地球轨道2017年年初，第一个由私人委托的3D打印物体进入了地球轨道，该物件由称为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）的材料制成，是一种重力计，用于宇航员离开重力环境时为宇航员提供视觉提示，以现代六分仪的风格设计，象征着人类的未来。

史上最便宜3D打印机问世 由于价格昂贵，使得现在的3D打印机难以走入寻常人家。不过今年一台号称史上最便宜的3D打印机问世了。这台打印机由美国3D打印公司Kudo3D于今年6月初再Kickstarter上发起众筹，两周时间众筹金额已经超过40万美元，超过其目标金额5万美元的800%。预计2018年推出。

13个半小时打印一个建筑 今年4月份，由麻省理工学院开发的一个建筑机械臂被广泛关注。这台机械臂号称利用3D打印的方式打完一栋货真价实的建筑物只要13个半小时。它还可以在一定程度上利用太阳能，同时兼具焊接与挖掘工作，操作过程安全。

3D打印仿造古董 3D打印常常给人一种酷炫的科技感，但如今有人却把它用来仿造古董了。波兰波兹南国家博物馆委托了工作人员用3D打印的方式复制了博物馆里面的一把步枪，虽然很多表面的枪纹还需要手工雕琢，但如此怀旧的“玩法”是不是会启发更多人呢？（编辑/有庆）