在過去的一年多時間里,3D打印業(yè)界進入了高度活躍期,與3D打印相關(guān)的新聞和概念頻頻出現(xiàn)在公眾視野中,越來越多的中國民眾開始了解3D打印。事實上,3D打印技術(shù)和3D打印機在一些歐美發(fā)達國家的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍。
以下從不同層面和角度描述了3D打印的技術(shù)原理、歷史和現(xiàn)狀、廣泛應(yīng)用、未來前景以及困難與挑戰(zhàn)。
1.3D打印已蔓延至日常生活的每個角落
越來越多的事實表明,3D打印機已不再是設(shè)計師和科學(xué)家的專屬機器,它已經(jīng)從實驗室和工廠逐漸走出來,并且走進學(xué)校和家庭,與我們每個普通人的生活息息相關(guān)。3D打印的衣服和鞋子已經(jīng)多次出現(xiàn)在全球各大時裝展,3D打印的餅干和蛋糕已經(jīng)成為一些家庭餐桌上最受歡迎的小點心,3D打印的咖啡桌和個性家具頗受年輕人的喜愛,而在自行車和汽車等交通工具的設(shè)計中也越來越多地體現(xiàn)出3D打印元素。從小朋友的“喜羊羊”牙刷和定制玩具,到父母的立體婚紗照,再到爺爺奶奶的助聽器和義齒,3D打印讓家庭中的每個成員都感到驚喜并從中受益。正如書中所描繪的,3D打印技術(shù)正在遵循三步走的發(fā)展路線,逐漸從打印物體外形過渡到打印物體內(nèi)部構(gòu)成,最終發(fā)展到可以打印物體的高級功能和行為的階段,因此我們相信:在不遠的將來,每個人都可以在家中打印可通話的手機、爬來爬去的迷你機器人,以及其他新奇好玩的電子產(chǎn)品。
2.3D打印將波及各行各業(yè)
3D打印這種新式制造方法將使你的工作方式發(fā)生巨大改變,也許變得更有效率,也許變得更困難,作者針對這一趨勢在書中列舉了很多有代表性的案例。如果你是一位中學(xué)老師,當你帶著花費數(shù)小時用3D打印制作的恐龍化石或者喜馬拉雅山模型來到教室,這堂課一定會令你的學(xué)生們印象深刻;如果你是一位資深醫(yī)者,當你將帶著使用3D打印機制造的與患者身體完美匹配的骨骼或者心臟瓣膜走進手術(shù)室時,整個醫(yī)療界必定為之振奮;如果你是一位考古工作者,利用3D掃描和3D打印技術(shù)快速復(fù)制那些脆弱、不可觸碰的珍貴文物,那么繁冗細致的考古研究工作必將事半功倍;如果你是一位藝術(shù)品設(shè)計師,使用3D打印技術(shù)實現(xiàn)你的設(shè)計,此時自然界中那些美妙復(fù)雜的曲線和外形都不再遙不可及,人們的審美標準也會大幅提升。然而,如果你是一位立體雕刻大師,那么3D打印出的作品會使你自嘆不如;如果你擁有一間模型制作工廠,3D打印技術(shù)極有可能使你的業(yè)務(wù)量大幅縮水。諸如此類,3D打印必將波及和影響各行各業(yè)的工作模式,或者增強很多行業(yè)的生命力,也或者導(dǎo)致某些行業(yè)走向消亡。
3.3D打印催生眾多新機會,同時也帶來很多新挑戰(zhàn)
如前文所述,一些傳統(tǒng)行業(yè)將受到3D打印技術(shù)的沖擊而逐漸萎縮,然而我們必須意識到3D打印同樣會催生大量前所未有的行業(yè)和巨大機遇。最顯而易見的機會就是,隨著廉價家用3D打印機需求的增長,其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈(包括零配件制造、打印材料等行業(yè))也會進入高速發(fā)展期。更重要的機會在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,圍繞3D打印會出現(xiàn)越來越多的電子商務(wù)模式,例如在線3D打印服務(wù)、個人定制設(shè)計制造服務(wù)、共享3D打印模型社區(qū)以及面向云制造的3D打印網(wǎng)絡(luò)。與互聯(lián)網(wǎng)類似,如書中所預(yù)言,移動信息平臺和智能手機的普及也為某些簡單易用卻十分有趣的3D打印增值服務(wù)提供了理想的應(yīng)用推廣平臺。還有就是基于3D打印的實體商業(yè)模式將迅速成長,例如遍布大街小巷和旅游景點的3D打印店與3D打印照相館。
然而,正如作者在書中提到的,我們必須認識到在3D打印創(chuàng)造無數(shù)新機會的同時,它也帶來了許多前所未有的挑戰(zhàn):3D打印行業(yè)的人才培養(yǎng)問題,現(xiàn)有設(shè)計軟件與3D打印的不匹配問題,3D打印物品的版權(quán)和知識產(chǎn)權(quán)糾紛問題,以及3D打印設(shè)備和3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題,還有就是3D打印產(chǎn)品對公共安全和環(huán)境構(gòu)成的威脅,等等。這些問題迫切需要3D打印業(yè)界人士、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究者、法律工作者以及公共事務(wù)管理者通過共同努力來解決。
4.3D打印將改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),沖擊中國經(jīng)濟模式
毋庸置疑,3D打印將創(chuàng)造新的商業(yè)模式,改變現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),對世界經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響。最近一段時間,主要發(fā)達國家紛紛開始布局,陸續(xù)出臺了相關(guān)政策和投資發(fā)展計劃,大力發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),旨在占領(lǐng)新工業(yè)革命的前沿陣地。一方面,美國總統(tǒng)奧巴馬在“國情咨文”中多次提及3D打印,并籌劃建立3D打印國家創(chuàng)新中心,旨在提升美國制造業(yè)的競爭力;另一方面,從歐美各國最新的太空探索計劃中,也可以看到對3D打印技術(shù)相關(guān)項目的巨額資助。
坦白地講,3D打印技術(shù)將會給中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟帶來一些直接的負面影響。首先,正如作者在書中提到的,隨著中國制造業(yè)勞動力成本上漲,基于3D打印技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺的全球云制造模式將體現(xiàn)出更廉價、更快捷并且更綠色環(huán)保的優(yōu)勢,這將極有可能取代現(xiàn)有的中國制造模式。其次,3D打印的廣泛應(yīng)用使得整個產(chǎn)品研發(fā)過程都可以在企業(yè)內(nèi)部進行,這將使研發(fā)周期縮短并且很好地保護了設(shè)計方案。然而,對于大量依靠模仿而生存且缺乏原創(chuàng)設(shè)計力量的中國微小企業(yè)來說,這無疑是一個沉重的打擊。令人欣慰的是,在中國北京、西安、成都和武漢等城市,政府已經(jīng)陸續(xù)開始著手對3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)進行布局和規(guī)劃,從設(shè)備研發(fā)、軟件設(shè)計、材料制備和技術(shù)服務(wù)等眾多環(huán)節(jié)全面鼓勵發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。希望中國能夠把握此次制造業(yè)轉(zhuǎn)型改革機遇,成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)強國。