3D打印10大趨勢預測：顛覆想象，重塑產業
點擊量：330 發布時間（jiān）：2017-01-23 作者（zhě）：快猫视频APP下载安装（上（shàng）海（hǎi））增材（cái）製造技術有限公司
20世紀（jì）80年代後期，3D打印機的橫空出世，開啟了增材製造新時代。近年來， 借著（zhe）新一輪科技革命（mìng）和產業變革的東風，3D打印步入快速發展期。世界各國紛紛將其作為未來產業發展新的增長點加以培育，如2012年美國將“增材製造技術”確定為首個製造業創新中心（後更名為“美國製（zhì）造”），歐盟、日本、韓國、新加坡、俄羅斯、南（nán）非、印度等國也通過各種措施推進3D打印產業（yè）發展。
我國的3D打印技術與世界（jiè）先進水平基本同步（bù）， 但產業化（huà）仍處於起步階（jiē）段。未來，3D打印將朝著速度更快、精度更高、性能更優、質量更可靠的方向發展，成為一股強大的科技（jì）力量。
趨（qū）勢一：桌麵級市場已陷入“紅海”,掘金工業級正當時
近幾年，桌麵3D打印機“叫好又叫座”，銷量呈現大幅增（zēng）長，而工業級3D打印機則略顯慘淡。根據大數據公司CONTEXT的數據（jù），2015年全球桌（zhuō）麵（miàn）3D打印機銷量增長了33%，工業級3D打印機則（zé）下降了9%；2016年上半年全球桌麵3D打印機（jī）同比增加15%，工業級3D打印機卻減少15%。 桌麵3D打印機門檻低、設計簡單，是企業進軍3D打印領域（yù）的較好入口。但經過多（duō）年的發展，桌麵級市場競爭已近（jìn）“白熱化（huà）”，加之利潤小、精度低、實用性不佳，天花板效應明顯。
而工業級市場契合了智（zhì）能製造的理念，可廣泛運（yùn）用於汽車、航空航天、機械工業（yè）、醫療等市場需求大、發展潛力（lì）大的領域，隨著技術的逐漸（jiàn）成熟和成本的不斷降低，將會爆（bào）發出難以想象的巨大能量。
2015年底，全球3D打印巨頭3D Systems公（gōng）司宣布停產消費級桌麵3D打印機，轉向更（gèng）賺錢的 專業級和工業級（jí）市場（chǎng）；2016年初，國內3D打印技術大咖西通電子在珠海宣布全麵（miàn）進（jìn）軍工（gōng）業級（jí）3D打印領（lǐng）域。
趨勢二：金（jīn）屬3D打印領域快速發展，應用端空間漸打開
金屬3D打印被稱為（wéi）“3D打印王（wáng）冠上的明珠”，是（shì） 門檻最高、前（qián）景最好、最前沿的技術之一。
同樣來自CONTEXT發（fā）布的數據，2015年全球金屬3D打印機銷量增長了（le）35%，2016年上半年同比增（zēng）長17%，可以（yǐ）說是工業級3D打印領域逆勢上漲的一朵“奇葩”。在汽車製造、航空航天（tiān）等高精尖領域，有些零部件形（xíng）狀複雜（zá）、價格昂貴，傳統鑄造鍛造工藝生產不出來或損耗較大，而金屬3D打印則（zé）能快速製造出滿足要求、重量較（jiào）輕的（de）產（chǎn）品。
2015年11月，奧迪公（gōng）司使用金（jīn）屬3D打印技術按照1:2的比例製造出了Auto Union（奧迪前身）在1936年推出的（de）C版賽車的所有金屬部（bù）件（jiàn）；2016年9月，GE斥資（zī）14億美元收購了瑞典Arcam公司和德國SLM Solutions集（jí）團（tuán）兩大金屬3D打印巨頭，加快布（bù）局3D打印航（háng）空（kōng）發動機零部件業務。此（cǐ）外， 醫療器（qì）械、核電、造船等領域對（duì）金屬3D打（dǎ）印的需（xū）求（qiú）也十分旺盛，應用端市場正逐漸打開。
趨勢三：3D打印產業化還需時日，“增”“減”製造長期共存
3D打印采用增材製（zhì）造技術，是對以“減材製造”、“等材（cái）製造”為（wéi）基礎的傳（chuán）統製造業的創新與挑戰，但並不是非此即彼的關係，而是並存互補的關係。
從曆史看，傳統製造業經過了幾千年的積累和發（fā）展，技術、工藝、材料等已（yǐ）經非常成熟，而3D打印則是一個新生事物（wù），隻有30多年（nián）的發（fā）展曆程，在速度、精度、強度等方麵還有諸多限製。
從現狀看，當前3D打印市場份額十分有限，專業谘詢機構Wohlers Associates發布的（de）數（shù）據顯示，2015年全球3D打印市場規模為（wéi）51.65億美元，至2020年將達到212億美元，而這（zhè）與數（shù）十萬億美元的製造業市場相比（bǐ），還（hái）微乎其（qí）微。
相比傳統製造，3D打印研發周期更短、用料更省，在小批量、個性化（huà）定製等方麵優（yōu）勢明顯，但在大規模生產方麵存在著許多不足之處。增材製造雖然不能完全替代減材製造、等材製造，但（dàn）作為傳（chuán）統（tǒng）製造技術的有益補充，3D打印將極大地（dì）推動製（zhì）造業的轉型（xíng）升級。
趨（qū）勢四：產品（pǐn）生產方式（shì）加速（sù）變革，“整”“分”製造攜手共進
3D打印（yìn）是工業4.0時代最具（jù）發展前景的先進製造技術之一，它（tā）從兩個方麵改變了產品的生產方式：
一方麵，傳統製（zhì）造業以“全（quán）球采（cǎi）購、分工協作”為主要（yào）特征（zhēng），產品的不同部件往往在不同的地方進行生產，再運到同一地方進行組裝。而3D打印則是 “整體製造、一次成型”，省去（qù）了物（wù）流（liú）環節，節約了時間和成本。
另一方麵，傳統製造業以生產線為核（hé）心、以工廠為主要載體，生產設備高度集中。而 3D打印則體現了以大數據（jù）、雲計算、物聯網、移動互聯網為代表的新一代信息技術與製造業的（de）融（róng）合，生產設備（bèi）分散（sàn）在各（gè）地，實現了分布式製造，從而省去了倉儲環節（jiē）。
“整體製造”和“分布式製造”在字義上看似矛盾，在3D打印技（jì）術上則實現了（le）統一，前者強調生產過程，後者強調生產行為，共同推動著產品（pǐn）生產方式的變革。
趨勢五（wǔ）：成型尺寸向兩邊延伸，“大”“小”產品顛覆想（xiǎng）象
隨著（zhe）3D打印應用領域的（de）擴展，產品成型尺（chǐ）寸正走向兩個極端：
一方麵（miàn）往“大”處跨，從小飾品、鞋子（zǐ）、家（jiā）具到建築，尺寸不斷被（bèi）刷新，特別是汽車製造、航空航天等領（lǐng）域對大尺寸精密構件的需求較大，如2016年珠海航展上西安鉑力特公司展示的一款3D打（dǎ）印航空（kōng）發動機（jī）中空葉片，總高度達933mm；
另一方麵向“小（xiǎo）”處走，可達到微米（mǐ）納米水平，在強度（dù）硬度不變的情況下（xià），大大減輕產品的體積和重量，如哈佛大學和伊利（lì）諾伊大學的研究員3D打印出比沙粒還小的納（nà）米級鋰電池，其能夠提供（gòng）的能量卻不少於一塊（kuài）普通的手機電池。未（wèi）來，3D打印的成型尺寸將不斷延伸，從大的不可思議到小的瞠目結舌，“隻有想不到的（de），沒有做（zuò）不到的”。
趨勢六：材（cái）料瓶頸待攻克，“質”“量”趨（qū）升“價”趨（qū）降
“巧婦難為無（wú）米之炊”。3D打印材料是（shì）3D打印技術發（fā）展不可或缺的物質基礎，也是當前製約3D打印產業化的關鍵因素。近年（nián）來，隨著3D打印（yìn）需求的增加，3D打印材料種類得到（dào）了迅速（sù）拓展，主要包括高分子材料、金屬材料、無機非金屬材（cái）料等三大類。但與傳（chuán）統材料相比，3D打（dǎ）印材料種類依然偏少。
以金屬3D打印為例，可用材料僅有不鏽鋼、鈦（tài）合金、鋁合金等為數不多的幾種。另外，3D打印對材料的形態也有著嚴格的要求，一般為粉末狀、絲狀、液體狀等，相比普通材料價格比較昂貴，根本無法滿足個人與工業化生產的需（xū）要。足夠多“買得起”的材料（liào）才能為技術的（de）發展提供足夠多的選（xuǎn）擇空間（jiān）、為應用的（de）擴（kuò）展提供足夠多（duō）的想象空間。
未來， 3D打印材（cái）料將成為研究開發的焦點、資本湧入的風口，材料種類、形態（tài）將得到進一步拓展，價格下降可期，精度、強（qiáng）度、穩定（dìng）性（xìng）、安全（quán）性（xìng）也更加（jiā）有保障。
趨勢七：“黑科技”闖進醫療界，手術可“排練”、治療更精（jīng）準
3D打印的 “個性化定製”與（yǔ）醫療行業的（de） “對症下藥”有著天然的契合性，二者的結合主要（yào）體現在四個方麵：
一是術前演練，利用3D打印技術還原出病患部位模型，讓醫生更（gèng）直觀地（dì）了解病理（lǐ）結構，增加了手術的成功率；
二是醫療器械（xiè），包括助聽器、護具、假肢等外部設備以及關節、軟骨、支架等內植物；
三是“量身”製藥，根據患者的生（shēng）理特點、具體需要調配（pèi）藥物，提高了藥物的有效（xiào）性；
四是（shì）生物打印，用人造血管（guǎn）、心髒、神經、皮膚等來修複、替代（dài）和重建病損組織和器官（guān）。
盡管（guǎn）3D打印在醫療（liáo）領域的應用還麵臨著材料（liào）、成本、精度、標準等製約，市場規模也較小，但考（kǎo）慮到醫療領域巨大的需求潛力與極小的需求彈性，3D打印在醫療領域的應用（yòng）將不斷擴展，在實施更為精準的診療方案、提供更為充足的移植器官等（děng）方麵大顯身手。
趨勢八：3D打印牽手雲製造，有商業影（yǐng）響力的平台不斷湧現
全球已經（jīng）進入了高度（dù）的（de）信息化時代，互聯網作為信（xìn）息化的重要工具正在重新定義各行各業。3D打印設備尚（shàng）未普及，技術使用也不“傻瓜”，沒有（yǒu）設備（bèi）、沒有技術的普（pǔ）通人（rén）該怎（zěn）樣實現自己的設計想法呢。
成立於2008年的（de）Shapeways公司搭建了一個基於互聯網的3D打（dǎ）印平台，擔當起服務供應商和需求用戶之間的“紅娘”，解決了用戶的這個“痛點”。
如今，MakeXYZ、3DLt、3DHubs、先臨三維、光韻達、魔（mó）猴（hóu）網等也做著類似的事情，南京壹千零壹號（hào）自動（dòng）化科技公司的（de）“1001號雲製造平台”還入選2016年中國“互聯網+”在工業應用領域十大新銳案例之首。
“互（hù）聯網+3D打印”開拓了一種全新的商業模式——“雲（yún）打印”，並將共享（xiǎng）經濟的思維引進來，閑置的3D打印（yìn）機得到了有效使用，客戶也能選擇稱心如意（yì）的設備和供應商。
趨勢九：混合（hé）打印創造更多可能，功能材質色彩也“混搭”
隨著3D打印技術的發展，人們對（duì）3D打印機的期望越來越高，早已（yǐ）不滿足於（yú）單一功能、單一（yī）材質、單一色彩等。
未來， 3D打（dǎ）印機可實現3D打印技術與（yǔ）傳（chuán）統數控機床技術（或不同3D打印技術）的自由切（qiē）換，實用性將變得更強（qiáng）；3D打印機的“口糧”更加豐富，金屬、塑料、橡膠等（děng）多種材（cái）料（liào）（或不同屬性的材料）的混合使用，將（jiāng）加工出結構更為複（fù）雜的產品（pǐn）；打印出（chū）的產品也會五彩繽紛。
如日本研發出的一款五軸混合3D打印機（由3D打印機與數控銑床（chuáng）混合而成），能（néng）夠在（zài）現有工業級5軸控製技（jì）術的基礎上（shàng）連續進行擠（jǐ）出式3D打印和（hé）銑削作業；MIT研發的（de）MultiFab 3D打印機能同時（shí）處理包括晶狀體、紡織物、光纖等10種材料；加拿大的（de）ORD Solutions公司（sī）推出的一款3D打印機（jī），可以使用五種不同顏色的線材打印出多彩作品（pǐn）。
趨勢（shì）十：我國3D打印起步早（zǎo）發展慢，產學研（yán）協同是突破口
在3D Systems、Stratasys、先臨（lín）三維等行業巨頭（tóu）紛紛跑馬圈地之時，哈佛大學Wyss研究所、加利福尼亞大學勞倫斯?利弗莫爾實驗室（LLNL）、卡內基梅隆（lóng）大學Adam W.Feinberg研究（jiū）團（tuán）隊等科研機構憑借其雄厚（hòu）的研發（fā）實力也不斷實現技（jì）術突破。
我（wǒ）國3D打印的研究起步於20世紀90年代，發端於高校，如今已形成（chéng）清華大學顏永年團隊、北京航空航天大學王（wáng）華明團隊（duì）、西安交（jiāo）通大（dà）學盧秉恒團隊（duì）、華中科技大學史（shǐ）玉升研究團隊和（hé）西北工業大學黃衛東團隊等骨（gǔ）幹科研力量，論文和申請（qǐng）專利的數量處於世界第二位。
2016年10月又成立了中國增材製（zhì）造（zào）產業聯盟，國（guó）家增材製造創新（xīn）中心建（jiàn）設方案也通過了專（zhuān）家論證。隨著我國科技體製（zhì）機製改革的不斷推進，走產學研協同之路，形成長（zhǎng）效合作（zuò）機（jī）製，成為我國推進3D打印產業化的（de）現（xiàn）實（shí）選擇（zé）。
