由于擁有傳統(tǒng)制造業(yè)所不具備的優(yōu)勢，3D打印技術(shù)更有利于創(chuàng)意落地，從而被看成第三次工業(yè)革命的使者。到2017年，全球3D打印的市場份額將達到50億美元，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)在近一兩年內(nèi)也進入了爆發(fā)式增長。

　　在一臺封閉式的大型機器盒中，激光將產(chǎn)品需要的粉末材料以每小時1厘米的厚度進行橫斷面燒結(jié)，層層燒結(jié)，疊加“打印”產(chǎn)品的各橫截面，最終形成成型產(chǎn)品。這便是“神秘”的3D打印機的工作全流程。

　　由于產(chǎn)品按照三維數(shù)據(jù)模型，由材料層層疊加“燒結(jié)”或“黏合”而成，整個產(chǎn)品生產(chǎn)不受任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝限制，任何空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品在3D打印機面前都是同樣的程序生產(chǎn)。

　　憑借這樣的突破，3D打印對工業(yè)研發(fā)、設(shè)計前端帶來革命性改變，設(shè)計人員不再受以往“設(shè)計可實現(xiàn)性”局限，任何復(fù)雜“怪異”的設(shè)想、設(shè)計都能夠通過3D打印變成現(xiàn)實。

　　由于設(shè)想能夠無限地走進產(chǎn)品現(xiàn)實，研發(fā)設(shè)計人員也不用耗費巨資開模，3D打印已陸續(xù)走進人們熟知的生產(chǎn)、生活領(lǐng)域：從手板制造到玩具、工藝品、汽車、航空航天、生物醫(yī)療領(lǐng)域，甚至普通的照相館也能見到3D打印的應(yīng)用。據(jù)不完整統(tǒng)計，全球3D打印市場產(chǎn)值每年正以30%的速度在增長。

　　今年5月底，國際3D打印知名科學(xué)家、美國3D system前技術(shù)總監(jiān)、美籍華人許小曙博士，將帶領(lǐng)3D打印團隊在南沙成立廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院。

　　研發(fā)革命 3D打印時代到來

　　無拼接的傳動軸、類似象牙雕刻的9層鏤空套球、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的無人機機翼、發(fā)動機進氣歧管、氣缸蓋樣板、埃菲爾鐵塔模型……這些琳瑯滿目的產(chǎn)品，都是廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院院長許小曙設(shè)計的3D打印機生產(chǎn)出來的。

　　廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院院長助理劉一展表示：“這些產(chǎn)品的所有齒輪、旋鈕都不是組裝出來的，也沒有焊接，全部是一次性打印出來。”令人嘆為觀止的是，類似象牙雕刻的9層鏤空套球，是在最核心的小球之外連續(xù)套著一層又一層的大球，且每一層都是鏤空的。“利用傳統(tǒng)手工藝雕刻必須花幾十年才能完成的一個產(chǎn)品，用3D打印僅需要3個小時就能完成。”劉一展說。

　　事實上，不僅僅是降低時間成本，3D打印還突破了設(shè)計人員的思想“天花板”。從事3D打印的廣州網(wǎng)能產(chǎn)品設(shè)計公司負責人鄧以翔表示，3D打印的魅力在于讓人們的創(chuàng)新能力大大提高，讓個人的想法變成現(xiàn)實。“以前給洗衣機開模，要耗費上百萬元。”許小曙舉例說，由于開模耗費巨大，一旦開發(fā)出來不符合要求損失非常大，工業(yè)設(shè)計人員往往很謹慎。而他們用3D打印技術(shù)為國內(nèi)家電制造龍頭企業(yè)制作了一臺洗衣機樣機，僅僅花費了6萬多元，設(shè)計人員的創(chuàng)意不用耗費巨資就可以進行測試使用，也就可以放開腦筋嘗試各種不同的想法。

　　不僅如此，對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，3D打印也有其優(yōu)勢。據(jù)介紹，進氣歧管是發(fā)動機中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件之一，該部件的傳統(tǒng)開發(fā)流程大約需要經(jīng)過4個月的時間。長沙理工大學(xué)方程式賽車利用許小曙研發(fā)的工業(yè)級3D打印機，制作出發(fā)動機進氣歧管原型部件，耗時僅需48小時。測力試驗證明，零件的力度、準確度和耐久性均未出現(xiàn)任何問題，而發(fā)動機效率增加了10%。

　　“我們已經(jīng)和許多醫(yī)院在外科手術(shù)上進行了合作。”許小曙談到了3D打印對醫(yī)療領(lǐng)域的影響，他們已經(jīng)成功完成30余例外科手術(shù)，3D打印把CT掃描的二維影像轉(zhuǎn)變成三維實體，外科醫(yī)生在實體模型上設(shè)計手術(shù)方案，如固定支架的形狀和位置，螺釘?shù)奈恢谩㈤L短等一些關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)，并且可以利用打印出來的實體，模擬手術(shù)過程，并驗證手術(shù)方案的實際效果。

　　“采用3D打印技術(shù)可以將手術(shù)的時間縮短1/3以上，手術(shù)后的恢復(fù)時間減少一半，一些復(fù)雜的手術(shù)以前要數(shù)十年以上經(jīng)驗的外科醫(yī)生才可以完成，而使用3D打印技術(shù)以后，年輕醫(yī)生也能成功實施這類復(fù)雜的手術(shù)。”許小曙說。

　　產(chǎn)業(yè)新軍 精密制造業(yè)新力量

　　由于擁有傳統(tǒng)制造業(yè)所不具備的優(yōu)勢，3D打印技術(shù)更有利于創(chuàng)意落地，從而被看成第三次工業(yè)革命的使者，加之其污染低、對勞動力依附程度低，歐美國家將其視為爭取制造業(yè)回流的“法寶”。

　　“一個以3D打印技術(shù)為核心，包含信息、材料、光電、控制等各個上游領(lǐng)域，以及航空航天、汽車、醫(yī)療、精密機械、創(chuàng)意文化等眾多下游應(yīng)用領(lǐng)域的新產(chǎn)業(yè)群快速萌生，成為世界經(jīng)濟中一個新的價值產(chǎn)生源。”許小曙表示，3D打印技術(shù)是從數(shù)據(jù)模型直接制造三維實體，省略了占據(jù)傳統(tǒng)制造大部分成本的開模環(huán)節(jié)，具有便捷、柔性、快速等眾多優(yōu)點。其突出特點是，將大批量無差異化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為個性化、差異化的快速生產(chǎn)。這種變革讓每個人都能參與其中，并快速獲得自己的設(shè)計和構(gòu)思實物，擺脫空間形狀、加工手段、成本帶來的限制。

　　“因此，3D打印技術(shù)完全可能將私人定制服務(wù)帶入一個新的發(fā)展階段，因為它從技術(shù)、經(jīng)濟的角度為這個領(lǐng)域提供了可行的實現(xiàn)手段。”許小曙表示，由于一臺3D打印機可以打印許多形狀，它可以像工匠一樣每次做出不同形狀的物品。相較于傳統(tǒng)制造業(yè)，3D打印省去了培訓(xùn)機械師或購置新設(shè)備的成本。這意味著，隨著技術(shù)的發(fā)展，低成本定制服務(wù)將成為未來的發(fā)展趨勢。

　　按照這種發(fā)展趨勢，許小曙預(yù)計，將來集中式的生產(chǎn)將逐步轉(zhuǎn)變成為分布式制造，在網(wǎng)上購買個性化定制商品的設(shè)計文件后，人們就可以在附近的3D打印店打印出來。

　　事實上，由于3D打印技術(shù)的加入，這種個性化、小批量生產(chǎn)已經(jīng)在高精尖技術(shù)領(lǐng)域初現(xiàn)端倪。據(jù)介紹，航空航天等裝備制造業(yè)零部件種類多、形狀復(fù)雜且性能要求高，需要進行反復(fù)測試。3D打印在這樣一些小批量、個性化的產(chǎn)品領(lǐng)域，除了在研制速度上具有優(yōu)勢外，還能直接加工出特殊、復(fù)雜的形狀，簡化裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計并進行使用。“像利用3D打印可以打印飛機的一些零部件，并且可以達到減重、省油的效果。”從事3D打印的大業(yè)激光公司負責人陳玹表示。

　　廣州探索布局3D打印產(chǎn)業(yè)園

　　相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，到2017年，全球3D打印的市場份額將達到50億美元。國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)在近一兩年內(nèi)也進入了爆發(fā)式增長，廣州一家企業(yè)今年第一季度售出的3D打印機已經(jīng)和2013年全年一樣多，產(chǎn)值近千萬元。

　　除了企業(yè)自發(fā)進軍3D打印市場外，各地政府也躍躍欲試。在3D打印技術(shù)的發(fā)展熱潮中，廣州同國內(nèi)不少城市一樣，也逐步開啟了自己的探索步伐。鄧以翔表示，目前廣州已經(jīng)就3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了調(diào)研，并提出了打造3D打印產(chǎn)業(yè)園的設(shè)想。

　　南沙新區(qū)也開始了這方面的探索。早在2013年9月，廣州市南沙區(qū)經(jīng)貿(mào)科技和信息化局已就南沙新區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃項目進行公開招標，借外腦邀請相關(guān)咨詢公司，就3D打印技術(shù)、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)及方向做論證，合理利用各種資源，將南沙打造成為3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展的集聚地。