丁海驁

作為一項(xiàng)被制造業(yè)最早研發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)，三維打印技術(shù)最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)的80年代。而真正讓三維打印煥發(fā)出新生機(jī)的一個(gè)標(biāo)志性事件，是2013年時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬的國(guó)情咨文——直到今天，三維打印已經(jīng)從最初僅僅被應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域視覺(jué)原型的制造手段，迅速拓展到包括建筑、航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的功能原型和備用零件制造，甚至拓展到消費(fèi)領(lǐng)域。由于三維打印技術(shù)涉及到包括工程、軟件、制造、材料、數(shù)控等各個(gè)不同學(xué)科門(mén)類(lèi)，也因此成為近年來(lái)難得一見(jiàn)的、同時(shí)被包括投資者、IT企業(yè)和應(yīng)用共同關(guān)注的一項(xiàng)“面向未來(lái)”的新型加工技術(shù)。

三維打印技術(shù)越來(lái)越火爆，首先有一個(gè)最主要的原因，是包括工業(yè)、建筑業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，行業(yè)自身發(fā)展都已經(jīng)到了一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”，需要實(shí)現(xiàn)某種程度的突破以實(shí)現(xiàn)行業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。以離散制造業(yè)為例，隨著數(shù)控加工技術(shù)、CAD技術(shù)、軟件技術(shù)等被廣泛應(yīng)用，行業(yè)自身業(yè)務(wù)發(fā)展已經(jīng)邁過(guò)了“提升效率”的門(mén)檻——至少有明確的方法和步驟——因此如果構(gòu)建更有優(yōu)勢(shì)的競(jìng)爭(zhēng)力和業(yè)務(wù)模式，成為這類(lèi)企業(yè)自身發(fā)展的問(wèn)題。而三維打印技術(shù)，很大程度上給了這類(lèi)企業(yè)實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造更有成本優(yōu)勢(shì)的方向，甚至可以從根本上改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)形態(tài)、工藝方式，這對(duì)這類(lèi)企業(yè)來(lái)講，非常具有吸引力，值得嘗試。而且對(duì)于業(yè)界來(lái)講，對(duì)三維打印技術(shù)未來(lái)價(jià)值的期待，也一定不僅僅是滿足個(gè)人用戶的“創(chuàng)造”興趣，而是真正能夠在企業(yè)級(jí)應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮更大的價(jià)值。

另外一個(gè)不能忽視的原因，是技術(shù)的逐漸成熟：第一批三維打印技術(shù)的專(zhuān)利保護(hù)已經(jīng)解禁，更多人參與研發(fā)的三維打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了歷史上技術(shù)最成熟的階段。與三維打印技術(shù)自身發(fā)展相對(duì)應(yīng)的：包括材料技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)，以及CAD、PLM、ERP等工業(yè)企業(yè)相關(guān)軟件技術(shù)也到了一個(gè)相對(duì)成熟的階段，加上互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、5G等技術(shù)的發(fā)展，實(shí)際上就使得從虛擬世界的設(shè)計(jì)到現(xiàn)實(shí)世界的生產(chǎn)，在理論上具有了實(shí)現(xiàn)的可能——從CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的三維模式數(shù)據(jù)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到世界上任何一臺(tái)三維打印機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，而且整個(gè)過(guò)程都可以通過(guò)PLM和ERP等進(jìn)行管理。

然而從技術(shù)的發(fā)展模式到現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，目前三維打印依然面臨二個(gè)最大的現(xiàn)實(shí)阻礙：首先是實(shí)用性的問(wèn)題。依然以制造業(yè)為例，目前制造業(yè)所有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)和方法都是面向傳統(tǒng)的材料和傳統(tǒng)的加工方式，而三維打印由于零部件成型機(jī)理與傳統(tǒng)加工方法完全不同，而且應(yīng)用完全不同的全新材料，因此暫且不論加工精度和成本的問(wèn)題，利用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)、采用新型方法制造的零部件是否能夠滿足最終使用的性能要求和安全要求？這還需要在學(xué)術(shù)和實(shí)踐層面的驗(yàn)證。其次是材料問(wèn)題。三維打印與傳統(tǒng)加工方法最大的不同，在于對(duì)材料的處理方式不同，因此雖然一方面刺激了材料行業(yè)的發(fā)展，另一方面也對(duì)新材料提出了更多的需求。在此基礎(chǔ)上，從整個(gè)經(jīng)濟(jì)構(gòu)成上看，隨著新材料提供企業(yè)成為一種新生力量，原有從材料領(lǐng)域（鋼廠）到工業(yè)領(lǐng)域（制造廠）再到用戶之間原有的產(chǎn)業(yè)鏈條、生態(tài)和商業(yè)模式，也在發(fā)生改變。

“三維打印技術(shù)能夠運(yùn)用的非集中制造，能夠在全世界的制造廠打印出他們所需要的部件，而傳統(tǒng)的加工方式是集中式?！盝os Burger，Ultimaker首席執(zhí)行官，在強(qiáng)調(diào)三維打印對(duì)于現(xiàn)有制造方式和企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式存在巨大的改造價(jià)值的同時(shí)，尤其強(qiáng)調(diào)目前在三維打印技術(shù)和傳統(tǒng)加工制造方式之間，存在一個(gè)發(fā)展過(guò)程中的彼此彌補(bǔ)，而在此過(guò)程中，三維打印技術(shù)正在努力在其中獲得更多的價(jià)值空間：“我們的策略是在產(chǎn)品的生產(chǎn)周期里，某一項(xiàng)或者是某一些項(xiàng)目投入更多專(zhuān)注。例如現(xiàn)在Ultimaker可以縮短制造原型，并且能夠制造出非重要的零件或者急需的機(jī)器零件……還不到能夠大量制造出最終使用的零件，這也不是我們所要去的一個(gè)領(lǐng)域，因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)的制造方式做的更好，更便宜，更快?！?/p>

成立于2011年的Ultimaker是在本輪三維打印技術(shù)大潮中涌現(xiàn)出來(lái)的代表，其憑借桌面級(jí)三維打印硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，已經(jīng)在全球多地設(shè)立了辦事處，與眾多的工業(yè)企業(yè)、CAD廠商等都有密切的合作，號(hào)稱(chēng)“每周有超過(guò)100萬(wàn)件物品從Ultimaker Cura中誕生?！倍鳭os Burger則是一位擁有多個(gè)行業(yè)20多年從業(yè)經(jīng)歷的職業(yè)經(jīng)理人。

在Jos Burger為Ultimaker規(guī)劃的市場(chǎng)定位中：三維打印技術(shù)短期內(nèi)的目標(biāo)是在現(xiàn)有工業(yè)產(chǎn)品生命周期當(dāng)中的概念模型、視覺(jué)原型、生產(chǎn)工具（工夾具）、功能原型、小批量/特殊產(chǎn)品和備用零件生產(chǎn)等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行滲透，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)原有工業(yè)領(lǐng)域效率、業(yè)務(wù)模式等方面的不足。

“傳統(tǒng)制造其實(shí)不是我們的競(jìng)爭(zhēng)者，反而是互相扶持：他們能夠做到的，我們做不到；我們能夠做到的，他們做不到。他們用傳統(tǒng)的方法制造出簡(jiǎn)單、便宜，而且在非常短的時(shí)間內(nèi)制造很多的部件。但是如果想要制造出復(fù)雜、定制的部件，三維打印技術(shù)還是占優(yōu)勢(shì)的。例如在醫(yī)療方面。”陳世蔚，Ultimaker現(xiàn)任亞太區(qū)副總裁進(jìn)一步解釋說(shuō)。

這實(shí)際上不僅改變了原有普遍存在的將“三維打印技術(shù)”和“傳統(tǒng)加工方法”對(duì)立起來(lái)的看法，而且也的確符合三維打印技術(shù)從技術(shù)到應(yīng)用的科學(xué)發(fā)展邏輯，很大程度上解決了三維打印的實(shí)用性問(wèn)題。

與此同時(shí)，作為FFF熔絲制造成型技術(shù)的代表，Ultimaker的材料主要集中在非金屬的PLA和ABS樹(shù)脂方面?！皬?fù)合材料，塑料和金屬等三維打印材料，其實(shí)Ultimaker沒(méi)有把哪一個(gè)看得比另一個(gè)重要，它們都是在一個(gè)平等的位置上。”即便如此，Jos Burger還是認(rèn)為，現(xiàn)在的復(fù)合材料的屬性都已經(jīng)非常接近金屬的屬性，“它的韌性或者是它的剛度，都和金屬接近。而且復(fù)合材料的一個(gè)好處是：他們比起金屬更輕，因此對(duì)航天航空工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)來(lái)講，更有吸引力。”

因此在2018年5月，Ultimaker與全球材料公司合作成立了“Ultimaker材料聯(lián)盟項(xiàng)目”：通過(guò)與這些全球頂級(jí)材料公司的合作，共同開(kāi)發(fā)用于Ultimaker三維打印機(jī)上的高級(jí)工程塑料和復(fù)合材料，以滿足與來(lái)自企業(yè)用戶的工業(yè)級(jí)工程材料需求。而從產(chǎn)業(yè)的角度看：三維打印技術(shù)產(chǎn)品提供商與材料提供者之間形成技術(shù)聯(lián)盟，在很大程度上是降低了企業(yè)對(duì)三維打印技術(shù)、硬件和材料等方面的選擇難度，縮短了從材料到產(chǎn)品之間的鏈條，提高了企業(yè)應(yīng)用三維打印技術(shù)的信心。

“FFF 桌面3D打印依然是所有3D打印技術(shù)中最實(shí)用和最容易使用的。我們希望通過(guò)在Ultimaker Marketplace中提供獨(dú)特和先進(jìn)的材料，為更多工程師提供無(wú)限的新應(yīng)用。”日前包括Polymaker、Essentium和易生在日前的TCT 亞洲展上宣布加入該項(xiàng)目，Polymaker總裁羅小帆如是說(shuō)。

寫(xiě)在最后

實(shí)際上，作為一個(gè)關(guān)注工業(yè)領(lǐng)域近20年的從業(yè)者，筆者對(duì)于三維打印技術(shù)之前一輪的“爆紅”始終保持一種審慎的樂(lè)觀。現(xiàn)在，各個(gè)領(lǐng)域顯然都已經(jīng)開(kāi)始用一種更加有利于技術(shù)發(fā)展的態(tài)度來(lái)看待三維打印技術(shù)：像Ultimaker一樣，正確定位三維打印技術(shù)的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和應(yīng)用突破口，并且從產(chǎn)業(yè)鏈上做更多的整合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)行業(yè)更有效的滲透。我們可以憧憬一個(gè)從虛擬到現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品誕生過(guò)程，但這這一過(guò)程仍然需要大量的實(shí)踐——我們終將能夠用三維打印制造一個(gè)全新的世界，但是那將發(fā)生在未來(lái)。