3D打印,正在改写制造业

【 智囊推荐 】

这本书讲述了3D打印技术的突破性发展，以及3D打印技术将如何应用在学校、厨房、医院等场所的。3D打印最具魔力的地方是，它将给材料科学、生物科学带来翻天覆地的变化，最终的结果是科学技术和创新呈现爆发式的变革。这部生动而有趣的书带给你的不仅仅是极大的震撼，还有更多的观察与思考——3D打印这个全新的世界将给你带来什么？

“如果你有一台可以造万物的机器，你会用它做什么？在英国，技术人员通过扫描奥运会短跑运动员的脚和脚踝，把数据输入计算机，计算机经过几步计算之后，技术人员就能够3D打印出专属每个运动员的新鞋，这双鞋符合运动员的体型、体重、步态和偏好。”这是被称为有关3D打印最全面、最权威的著作《3D打印：从想象到现实》中的一个案例。

显然这是一个说明3D打印应用的合适案例。工业化消灭了裁缝和鞋匠，在这之前，我们每个人都可以享受的到如今只有极少数富人才能享受到的“个人化定制服务”。即使自己妈妈做的鞋也是按照你个人脚的尺寸纳的鞋底。工业化改变了这一切，工厂的批量化生产流水线制作不同尺码的鞋子，然后每个人根据自己的脚去适应最相近尺寸的那一款鞋子。截止到目前为止，这依然是一种最科学、最经济的制鞋方式。没有制鞋工人会关心鞋子会穿在谁的脚上，也没有哪个消费者关心，制作出这双鞋的工人们是谁。

当使用3D打印技术，可以根据自己脚的形状，直接打印出一双合脚而低价的鞋子，的确会让我们对这项时髦技术给予无限憧憬。目前，3D打印的终端产品应用最广泛的就是和人体相关的行业，如运动设备、医疗行业和牙科产业，因为这些行业的产品必须和身体更紧密、精确的结合。助听器、假牙、假肢等产品，长期以来本身就是定制的，无法实现工业化生产，同时也导致了费用的高昂。

所有批量化生产都需要先期的高额投入，批量化工业生产的低价的奥妙在于通过数量的扩大摊薄前期设计、模具制作、元器件采购的成本。“工厂的生产是残忍的，将设计概念转化成可以大规模生产并获得收益的难度与将一部小说改编成电影差不多。生产一个手机壳如果采用传统的注塑模具，最少需要投入10000美元的模具费。”

“这笔初期投入必须通过极大的销量冲抵，更重要的是，这种成本形成了‘创新阻力’，使小创意无法得到实验，除非成本被抵消。但是，就像进化论生物学家告诉你的那样，大的突破性创新往往是很多的小创意组成的。”这本书用绝大部分篇幅论述了3D打印技术在各行各业应用的可能性。制造业相关的每一个行业似乎都可以找到3D打印在本行业使用的可能性，以及给行业带来的颠覆。

“3D打印”是“增材制造”技术的一种通俗化表达。是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定金属粉或者其他材料熔化，并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来，最终把电子模型图变成实物。而传统的制造方式被称为“减材制造”，机器的零件通常先被铸造或者锻造为粗糙的毛坯，然后用机床切削出可用的形状。在这个过程中材料会有较大浪费。而“增材制造”克服了这一弊端。这也是3D打印被看好的另外一个重要原因。

去年7月，美国宾夕法尼亚大学宣布用改进的3D打印技术打印出了鲜肉，这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的有和真正的肉类相似的口感和纹理。其后不久，空客公司设计师宣布将从打印飞机的小部件开始，最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。最近的新闻是，美国一个实验室用3D打印制造出了一把手枪，虽然只能打几发子弹，但足以谋杀一个人。在家中可以随心所欲的制造出你想要的任何东西是3D打印最大的噱头。有人预测，3D打印行业的收入增长率在未来几年内将达到50%以上。

因为美国总统奥巴马在国情咨文中多次提到3D打印，并筹划建立3D打印国家创新中心。3D打印被看做是一次新的技术革命，所以这本书来的恰逢其时。在美国、欧洲另一方面，3D打印被看做是重振西方制造业的一种可行路径。有了3D打印，中国及其他发展中国家的劳动力竞争优势将不再存在。更多的工业品可以在离消费最近的地方打印出来，用最短的物流时间送达消费者手中，而不像现在这样远渡重洋。

但总体说来这本书依然是一本停留在浮光掠影阶段的普及读物。甚至在某些方面有硬伤。在这本据说是最权威的3D打印的著作中，用来论述材料的仅仅有3页纸，而在我看来，没有材料科学的突破，所有的3D打印生产出来的东西都是玩具。这本300页的书到底也没有解除我内心的疑惑：如何打印出一只能用的滚珠轴承？对关键部分一笔带过可能的原因是有两个，一个是作者的研究不够细致到位，另外一个更可能的原因是，3D打印虽然应用范围越来越大，但材料方面的突破不太给力，所以无法深入探讨。

3D打印可以完成许多以前难以完成的精细工作，打印建筑模型、饼干、杯子、牙齿，但没有材料科学的突破，完全无法取代目前的机械加工模式。而3D打印最大的噱头恰好是取代目前的生产方式。目前的3D打印技术，说白了就是对强度要求低的零件的快速成型，对产品研发、模具设计很有价值，但要全面替代现有的机械加工，没有材料上的重大突破，需要走的路还长着呢。在目前3D打印热闹的背后，是对材料科学研究速度的刻意回避。

对于中国企业来说，虽然中国早已是个制造大国，但制造业真正的核心——高精度的加工设备中国并不拥有优势。从某种意义上来说，一种新的制造方法出现的时候，对行业将是一次新的洗牌。对中国企业来说，这是一个机遇。当前我国制造业正面邻转型升级挑战，信息化和工业化的深度融合为这一进程提供了前所未有的机遇。

总体说来，这是一本适合外行人读的入门书。尤其是从事制造业及其相关行业的商业人士，3D打印未必是你下一个投资计划，但了解制造业有可能发生的一场深度变革，也是十分必要的。

《3D打印》

作 者：[美] 胡迪·利普森 等

出 版 社：中信出版社

定 价：49.00元