1986年,美國科學家查爾斯·赫爾開發了第一臺商業3D打印機。此后,3D打印一直被視作一項引領產業革命的技術,距離產業化應用似乎指日可待。然而,時至今日,它并未如人們預期的那樣給制造業帶來翻天覆地的變化。
誠然,3D打印有著廣闊的發展空間。美國消費者技術協會與聯合包裹服務公司聯合發布的《3D打印:工業生產下一場革命》報告稱,2012至2014年,3D打印市場價值每年遞增30%,2016年將達73億美元,包括打印機器、材料以及打印服務等。報告預測,到2020年,3D打印市場價值有望達到210億美元。
既然3D打印市場潛力巨大,是什么阻擋了它為制造業帶來革新?
首先,打印材料可謂是3D打印的“血肉”。現在入手一臺3D打印設備并不難,但如果沒有合適的材料,打印出的物品只是“中看不中用”,無法實現商業價值。“澳大利亞國家工業化轉化研究基地——通過高價值增材制造轉化澳大利亞制造業中心”主任吳鑫華曾就此指出,使用3D打印制造的產品必須符合行業標準,打印材料的加工參數、后處理工藝的優化等環節十分重要。
其次,3D打印的制造成本仍然較高。目前,工業3D打印的成本介于75000美元至90370美元之間;有些工業3D打印系統成本可能超過100萬美元。正因如此,當下3D打印在高附加值產業領域發展較快。例如,3D打印在航空航天和醫療領域的應用。醫生可打印出與患者自身的關節、血管甚至臟器相同的植入體。全球航天市場引入3D打印技術在生產維修和操作所需備件方面節省的成本可達34億美元。
最后,以3D打印為代表的生產力革新必須適配新的生產關系,當前的制造業格局或許并不是3D打印大展宏圖的歷史階段。“工業4.0”的興起代表著信息化、自動化、個性化生產逐步替代傳統的批量生產,產業鏈橫向和縱向高度融合,突破了傳統制造業觀念的3D打印有望大放異彩。想象一下:在線下單的摩托車,從車身的顏色款式、發動機排量到輪轂的樣式均可隨意選擇,訂單快速反饋到生產線,一些個性化要求通過3D打印很容易完成,組裝成車后,人工智能選擇一條最快、最經濟的送達路線。也許只要一兩天的時間,你就能開上這輛獨一無二的摩托車。
然而,與傳統制造業相比,3D打印仍屬于新鮮事物,尚存諸多問題。例如,由于打印機的尺寸限制,一些體積較大的構件仍需由傳統加工技術制造,大規模批量生產成本更低等。此外,行業標準制定、知識產權保護等領域目前還是空白。如吳鑫華所言,3D打印并非戲劇化地掀起一場技術革命,其推動工業生產是一個長遠目標。3D打印技術與其他工藝一樣各有所長,將長期共存。
3D打印這項熱門技術,代表了制造業未來的發展方向,但切不可揠苗助長。對此,業界和科研人員都需冷靜思考。
(審核編輯: 智匯小蟹)
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