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中国3d打印如何创业
3D system 公司是全球最大的3D打印公司，地处美国波士顿市郊，外观虽不起眼，但给参观者以实实在在的巨大心理冲击。财政部税政司调研员李旭鸿博士就是其中一位。2013年8月，赴美参加共青团中央、中国国际青年交流中心等组织的“青年领导人公共管理创新建设培训项目”的李旭鸿，在此看到了被称为“万能制造机”的家用和工业用3D打印机的工作过程，触摸了3D打印的汉堡包、巧克力、吉他、甚至中国的青花瓷瓶，还观察到全球的消费者通过互联网可以上传照片到公司，然后收到3D打印的人像玩偶……这家纳斯达克上市公司，从2013年到2014年，市值增长900%。
3D打印正在重塑全球制造业竞争格局，将会对“世界工厂”中国的制造业以及外贸出口等产生怎样的冲击?中国应该制定什么样的发展3D技术和产业的战略和政策?一种责任和使命让他心潮澎湃。回国后，李旭鸿立即着手组建了跨学科、跨领域的研究团队，历时一年，出版《3生万物—3D打印：第三次工业革命的引擎》一书，得到了有关方面高度肯定。全国政协副主席厉无畏教授、中国工程院卢秉恒院士、薛群基院士、中国科技发展战略研究院常务副院长王元作序，北京大学、财政部科研所、中央电视台、微软公司、北大纵横专家等称赞是综合3D打印技术、生活、产业、战略、政策和法律研究的开创性著作。1月18日，在北京字里行间书店举办的《新常态、新技术、新变革3D打印产业发展高端沙龙》上，李旭鸿作为3D打印研究专家，被“万众创业”点燃投资激情的人们围住，咨询各类3D打印话题。他不禁感叹：国人对3D打印技术和产业如饥似渴的求知，以及追求共享3D打印财富的热度超出了想象!
3D打印产业 一块待挖掘的宝藏
李旭鸿的故事是中国3D产业热中的一朵浪花。中国3D打印业界正在进入高度活跃期。与3D打印相关的新闻和概念频频出现在公众视野中，越来越多的民众开始了解3D打印，越来越多的企业家和创业者也聚焦此领域。股市也刮3D打印板块风潮。大恒科技、凤凰光学、中航重机、金运激光、利达光电、中海达等带有3D打印概念的个股都表现不俗。
3D打印技术学名为“增材制造”(Additive Manufacturing)，是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料等技术的基础上集成发展起来的一项数字化制造技术，采用“分层制造，逐层叠加”的原理由传统制造的“去除法”转变为“增长法”，能将设计模型转化为三维实体，具有广泛应用市场。
3D打印技术在艺术设计、航空航天、地理信息、军工、医疗和消费电子产品等多个领域都大有用武之地。有关资料表明，增材制造技术主要应用功能是功能模型、快速制造、装配模型、快速模型原型、直接教具、金属铸造模型、展示模型、科研教育和工具模具模型，分别占19%、15%、13%、12%、9%、8%、6%和3%。
权威报告《2014沃勒斯报告》数据显示：2013年全球3D打印产品和服务市场增长34.9%，达到30.7亿美元，这是3D打印行业最近17年来增长速度最高的一年。而过去26年的平均年增长率为27%，最近三年的年复合增长率为32.3%，显示出爆发式增长态势。
北京大学光华管理学院博士后刘江涛介绍，近年来，欧美发达国家纷纷加大支持力度，推出发展增材制造技术的国家战略和规划。2012年，美国宣布振兴美国制造业的新举措，投资10亿美金帮助美国制造体系的改革，鼓励优先发展增材制造为代表的数字化制造技术;英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的研发经费投入，目前已在多个大学建立了增材制造研究中心。德国建立了增材制造研究中心，主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用。日本一直重视增材制造技术，研制和应用水平走在了亚洲前列。韩国已经发展增材制造作为国家战略，成立了部际工作机制，并计划培训1000万3D打印技术和应用人才。
目前，在3D打印应用方面，消费商品和电子领域仍占主导地位，航空器制造和医学应用是过去几年增长最快的应用领域。
中国航空工业特种加工技术首席技术专家、北京航空制造工程研究所副总工程师巩水利接受《经济日报》记者采访时介绍，目前3D打印技术开始用于航天航空等方面高性能零部件的直接制造。如英国制造了世界上第一架“3D打印”无人驾驶飞机。还用于高性能零件修复和再制造，如应用于战斗机机翼梁修复，航空发动机叶片修复等。也广泛用于生物医疗中个性化结构的快速定制。比如，与生物医疗技术相结合，应用于牙齿、骨骼等“人体零部件”修复或植入手术中。在过去的10余年，增材制造在生物医疗领域的应用比重约为占全部应用的15%。此外，与电子制造技术相融合，应用于有机发光二极管、薄膜太阳能电池、无芯片RFID标签、柔性显示器等微纳尺度功能性器件的“三维打印”也方兴未艾。
北京大学光华管理学院博士后张永升介绍，目前国际上3D打印行业出现三大趋势：一是装备向专业化发展。二是装备从科研和工业高端型向大众消费型拓展，促使增材制造技术从实验室和工厂走向办公室甚至是家庭。三是形成了相对完整的包含装备制造、材料制备、软件开发及应用服务等环节的完整产业链。
我国3D打印起步不晚，兴起于上个世纪八九十年代。清华大学颜永年教授和西安交通大学、中国工程院院士卢秉恒教授是业内先驱。中国在3D打印产业领域大踏步前进，速度惊人。目前依托于若干高校和研究单位，在国家项目资助下研制成功了一批各具特色的系列增材制造装备。代表性单位有：西安交通大学、华中科技大学、北京航空航天大学、中航工业北京航空制造工程研究所、西北工业大学、清华大学、华南理工大学、西北有色金属研究院等。
目前，我国总体技术水平处于模型制作向零部件直接制造过渡，在直接制造高性能塑料和金属零件方面发展非常快，局部甚至超过国外水平，但总体上还有非常大的提升空间。国内企业也日益重视3D打印技术创新应用。比如应用制作飞机风洞模型，辅助新型飞机结构的创新设计与快速开发;用于汽车、家电和数码等快速更新换代行业中新产品结构的快速验证，如海尔等重要企业均建立了增材制造技术中心;为发展辅助汽车发动机缸体缸盖等复杂铸件蜡型和砂型的快速制造，二汽、玉柴等相关企业均设立了专门的增材制造部门。北京大学光华管理学院博士后田惠敏介绍,在应用和产业方面，我国还没有形成较完整的产业链;缺乏类似于国外的增材制造用材料、软件及服务的产业链。
3D打印产业，风口在哪里
一个业内专家形容3D产业：“这就像是在做一个拼图，你看得到每一块碎片，但要看到整个图景尚须时间。”作为一个带有未来色彩的新技术，你能感受到3D打印产业的风来了，但是风口具体在哪里，似乎不是那么清晰。3D打印汽车、3D打印皮肤、心脏……这些神奇的应用在大众媒体报道里层出不穷。但是我们身边和3D打印相关的应用和商机都有哪些?李旭鸿认为，风口就是“附加值”最大的地方，一个能让“猪”飞起来的地方。风口在哪里，尚需要摸索。
从3D打印产业链构成来看，产业链的上游包括精密机械、数控技术、信息技术、材料科学和激光技术，产业链中游包括3D打印设备、打印材料的生产、产业链的下游主要有三维模型设计服务、打印服务和打印产品应用等。目前产业链上游的精密机械、信息技术、数控技术、材料科学和激光技术的核心技术大多掌握在外国大公司手中。我国业内企业规模普遍较小，具有高校背景的3D打印企业大都专注于产业链的中游，从行业容量来看，未来3D打印行业上游材料和下游服务的空间较大，而中游3D打印机的空间相对较小。
北京大学光华管理学院博士后、工信部赛迪研究院张建伦认为，从全景看，风口首先是3D打印机制造。在全球3D打印机市场中，美国3D Systems 和Stratasys公司两家巨头的工业级打印机出货量，占到全球市场份额的75%。截止2011年底，我国增材制造装备使用量占全球份额的9%，装备产量仅占世界总量的4%。说明有超过一半依赖于进口。
做为“世界工厂”的中国，3D打印技术正在努力赶超。比如2015年1月分布式3D打印平台3D Hubs公司发布的趋势报告显示：中国厂商太尔时代的一款3D打印机名列全球第10位，而在评分最高的3D打印机评比中，中国珠海西通电子的一款产品获得第二名。李旭鸿认为，依托中国现有的强大制造能力和综合成本优势，以及逐渐增强的创新能力以及广阔市场，相信在不久的将来，中国本土的制造商们将会在这一领域具备非常强大的实力。
10年前，一台3D打印机卖到十几万美元。如今一台家用3D打印机价格国际市场上大约2000美元。未来五年，3D打印机价格将降低到400美元左右，从而可以真正实现3D打印的大众化和产业化，我们每个人都可以共享3D打印技术的神奇。
北京原点智汇科技有限公司方案总监赵雪雁认可这个预测。她介绍其公司制造的“奥德莱”牌3D打印机，已经批量生产，年销售额1000多万。一台长宽高分别为24厘米、24厘米、26厘米的家用3D打印机，带SD储存卡，傻瓜式操作，售价11800元，目前公司客户主要分布在工业和艺术设计师群体、教育、医疗、珠宝等领域。他们还和清华大学附属中学合作，在学校建立“3D打印教育中心”。
此外，3D打印的产业瓶颈之一是耗材受限。虽然3D打印材料已经扩充到金属、陶瓷、混凝土、玻璃、细胞、食品等，但仍然难以满足市场对多种功能材料的需求。因此，3D打印耗材研发是一片蓝海。3D打印不仅是一场制造革命，也是一场原材料革命。石油化工行业既能生产合成树脂、塑料等3D打印所需要的原材料，同时石油机械、化工装备的制造与修复也是3D打印的应用行业之一。因此，国际石化公司看到了3D打印材料市场带来的巨大商机，纷纷介入3D打印行业：杜邦公司推出商业化树脂用于3D打印;巴斯夫成立了全球3D打印研发部门;韩国LG公司与世界第二大3D打印公司Stratasys协商供应高附加合成树脂ABS等。近日，中石化也宣布进军3D打印，加入逐鹿战团。
除了打印技术和耗材研究，3D打印应用也是各路资本进军的焦点。目前，我国增材制造应用涉及航空航天、汽车、模具、生物医疗、电子、建筑等制造领域，也开始渗透到消费品、办公、教育等大众化领域。在高端民用方面，3D打印假牙在国内已成现实，不过目前价格尚贵，据了解，一颗钛合金牙齿1万多元。3D打印颅骨修复体，人体关节金属修复体，也已获临床应用。
而最为大众所熟悉的当属“3D打印照相馆”。不过，一位业内人士向记者讲述他的迷惑：全球领先的3D打印公司纷纷将目光瞄准“打印出可以直接使用的工业零部件”，但中国3D打印设备公司则更愿意把精力投入到“3D照相馆”、售价几千元的家庭玩具等业务拓展中。“这是因为社会缺乏创新意识吗?”在北京朝阳公园附近的蓝色港湾，有一家3D照相馆。记者进去看到店里生意不是太火。店家用三维扫描仪对客户进行全身扫描后，得到三维数据后进行建模，然后打印一个按比例缩小的15厘米高小人，价格为2000元。价格贵是一方面，另一方面也不够逼真，头发不是成丝状而是成片状。营业员表示，打印原材料贵，导致成本高，消费者需求量的确不大。北京创新纪元影像技术有限公司市场经理李婧敏表示，做3D影像，用三维扫描仪的技术路径，成本高，运营效果普遍不理想。更有市场前景的是高级制衣应用等工业应用，3D打印的下游服务值得创造性挖掘。目前她们公司和中央美院合作探索艺术设计服务，已获得创投公司的投资。
北京3D打印研究院副院长赵新接受记者采访表示：基本上国内90%的3D打印机在打印模型。至于为什么要这么打?打出来干什么?少有人关心。3D打印产业领军人物卢秉恒院士认为不能只做设备，而要把设备变成一种文化，为文化服务。赵新深以为是。他认为在个性定制化时代，一定要加上文化创意，要通过3D打印来实现创造。目前，北京3D打印研究院正和国际工业设计协会现任主席、韩国设计大师李淳寅合作，建立“东方文化与3D打印国际研究中心”，以期聚焦3D打印技术在文化创意领域的应用研发及推广。
可以说，中国3D打印技术目前正在从概念炒作的高峰阶段转向内在价值发掘阶段，其技术还有待充分成熟，主流应用市场也有待进一步发掘和培育。
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