3D打印技術(shù)究竟能夠做什么?它在“中國制造2025”戰(zhàn)略中將扮演什么樣的角色?
這幾乎是每一個(gè)3D打印從業(yè)者和研究者都會(huì)被問到，也時(shí)常在思考的問題。然而，答案總是模糊而迷茫的。這也是世界3D打印技術(shù)產(chǎn)生30年來，在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上的常態(tài)。
“無論是國外還是國內(nèi)，對(duì)于3D打印的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用都還在探索，都不是特別清晰。”世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍在接受《了望東方周刊》采訪時(shí)表示。
他告訴本刊記者，2014年全球3D打印市場(chǎng)規(guī)模為60億美元，是2013年的1.5倍，但仍然不如一家大型企業(yè)的年產(chǎn)值。
事實(shí)上，3D打印技術(shù)產(chǎn)生30年來，其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用始終推進(jìn)緩慢。尤其是在中國，3D打印經(jīng)過20多年的發(fā)展，與國外的差距不僅沒有縮小，反而在不斷拉大。
越來越大的差距
1986年，3D打印技術(shù)的發(fā)明者Charles Hull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)，開啟了全球的3D打印時(shí)代，那時(shí)還沒有3D打印的稱謂，還叫快速成型。
上個(gè)世紀(jì)90年代初，清華大學(xué)教授顏永年等赴美訪問期間，參觀了美國的3D打印科研機(jī)構(gòu)。那是中國專家第一次接觸3D打印技術(shù)，顏永年也因此被業(yè)界譽(yù)為“中國3D打印第一人”。
細(xì)究起來，中美兩國進(jìn)入該領(lǐng)域的時(shí)間僅相隔五六年。因此有研究者認(rèn)為，中國與世界3D打印行業(yè)一樣，都處于產(chǎn)業(yè)化的起步階段，面臨同樣的困難，存在同樣的問題，差別不大。甚至有評(píng)論認(rèn)為，與發(fā)達(dá)國家相比，3D打印是中國唯一能夠與世界先進(jìn)技術(shù)保持同步的領(lǐng)域。
然而，數(shù)據(jù)顯示，2013年中國的3D打印市場(chǎng)規(guī)模為3億美元，而美國則為15億美元。
在羅軍看來，雙方的差距十分明顯。更重要的是，近幾年這種差距不僅沒有縮小，反而在不斷拉大。
“比如，目前關(guān)于3D打印的重要原創(chuàng)技術(shù)，沒有一項(xiàng)是在中國人手里的。”羅軍說，近年來，中國在3D打印技術(shù)上幾乎沒有取得任何重大突破。
一位不愿透露姓名的業(yè)內(nèi)人士對(duì)此深有同感。他告訴《了望東方周刊》，“目前，金屬3D打印的設(shè)備和材料幾乎全部控制在國外制造商手中，這也是一些復(fù)雜的3D打印產(chǎn)品價(jià)格昂貴的主要原因。”
世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，目前新加入3D打印領(lǐng)域的企業(yè)中，80%以上都是從事最基礎(chǔ)的桌面機(jī)生產(chǎn)。
而造成差距擴(kuò)大的原因主要還是人才和資金投入的缺乏。
與國外相比，中國少有專業(yè)的3D打印團(tuán)隊(duì)和人才進(jìn)行長(zhǎng)期研究，而企業(yè)也鮮少在科研上進(jìn)行持續(xù)、有計(jì)劃的投入。
“2014年以2億元人民幣的年銷量成為當(dāng)年銷售額最大的某3D打印企業(yè)，竟未在產(chǎn)品研發(fā)上進(jìn)行任何投入。”羅軍說。
而在美國、德國等3D打印技術(shù)發(fā)達(dá)的國家，不僅有專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)和人員進(jìn)行長(zhǎng)期專業(yè)的研究，一些大企業(yè)每年都要投入上億美元進(jìn)行產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)。
實(shí)際上，目前中國90%以上的3D打印企業(yè)都是在售賣機(jī)器設(shè)備，而這其中又以技術(shù)含量不高的桌面機(jī)為主。
“目前中國3D打印行業(yè)所處的時(shí)代，同當(dāng)年的電腦組裝時(shí)代一樣，用的都是國外過了30年專利保護(hù)期的淘汰產(chǎn)品。”羅軍說。
“進(jìn)口3D打印機(jī)的精度和穩(wěn)定性確實(shí)要比國產(chǎn)的好得多。”顏永年告訴《了望東方周刊》，以穩(wěn)定性而言，一般進(jìn)口3D打印機(jī)連續(xù)工作的時(shí)間能達(dá)到400小時(shí)，而國產(chǎn)的一半都做不到。因此，中國做3D打印加工和服務(wù)的投資商們也更愿意購買國外設(shè)備。這就使得目前中國市場(chǎng)90%以上的3D打印設(shè)備銷售商在賣中高端的進(jìn)口設(shè)備。
在3D打印技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用中，材料問題也越來越突出。以工業(yè)打印為例，其需要專門的金屬粉末材料才能打印出各種金屬零件，而目前中國的金屬粉末材料大都依靠進(jìn)口。
但是，顏永年認(rèn)為，中國的3D打印技術(shù)之所以不及歐美國家，更多的是因?yàn)檎麄€(gè)技術(shù)不系統(tǒng)，所有的突破都是一個(gè)一個(gè)的點(diǎn)，沒有連成線、形成面。
先機(jī)已失
科研和技術(shù)上的差距，必然會(huì)制約3D打印在商業(yè)應(yīng)用上的發(fā)展。
由于應(yīng)用面少，應(yīng)用渠道沒有打開，3D打印在其技術(shù)產(chǎn)生后的20多年時(shí)間里，一直作為一種高端而神秘的存在，默默發(fā)展，尤其是在工業(yè)和大眾消費(fèi)的應(yīng)用領(lǐng)域。
直到2012年，美國奧巴馬政府將3D打印技術(shù)作為美國未來15個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新中心的首個(gè)項(xiàng)目推出;而英國的《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志則認(rèn)為，3D打印技術(shù)將成為推動(dòng)第三次工業(yè)革命的重要力量。
政府的推動(dòng)和媒體的關(guān)注，使得3D打印迅速火爆，成為全球熱點(diǎn)。
在中國，2015年2月，工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015～2016年)》，提出了3D打印行業(yè)的推進(jìn)意見;5月發(fā)布的“中國制造2015戰(zhàn)略”，再次肯定了3D打印在智能制造中的重要作用。
政策層面的重大利好刺激，和對(duì)行業(yè)未來發(fā)展的信心，使各路資本紛紛進(jìn)入，從而帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用迅速發(fā)展。
世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供給《了望東方周刊》的數(shù)據(jù)顯示：2014年全球3D打印行業(yè)的產(chǎn)值是60億美元，比2013年增長(zhǎng)了50%;其中2014年時(shí)，中國3D打印的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)能夠占世界規(guī)模的10%，同樣比2013年增長(zhǎng)了50%左右。
從數(shù)字上來看，中國3D打印產(chǎn)業(yè)正在與世界同步快速增長(zhǎng)。
然而，事實(shí)上，受困于核心技術(shù)的缺乏和材料問題的障礙，中國已經(jīng)失去了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展的先機(jī)。如2014年中國3D打印行業(yè)40億元的產(chǎn)值，國內(nèi)3D打印企業(yè)僅占不到15億元的份額。
羅軍介紹說，美國、德國等3D打印技術(shù)發(fā)達(dá)國家的企業(yè)規(guī)模一般較大，年銷售收入在10億元左右。其中有十多家大企業(yè)已經(jīng)完成了在中國主要城市的戰(zhàn)略布局，“目前，歐洲的幾家大型3D打印企業(yè)在中國的各主要城市都有自己的代理商。”羅軍說。
未來一旦中國3D打印應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展起來，這些企業(yè)依靠其品牌影響力和已經(jīng)搭建好的銷售渠道及網(wǎng)絡(luò)，就可以迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)中國市場(chǎng)的占領(lǐng)，屆時(shí)中國企業(yè)再想發(fā)展便是難上加難。
反觀中國，大部分3D打印企業(yè)的銷售規(guī)模都保持在2000萬～3000萬元的水平，而且沒有一家企業(yè)完成全國市場(chǎng)的戰(zhàn)略布局，更遑論走出國門了。
商業(yè)模式單一
與傳統(tǒng)工業(yè)不同，個(gè)性化才是3D打印技術(shù)的精髓。其本身就不是替代性很強(qiáng)的技術(shù)，要解決的也不是替代傳統(tǒng)制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的問題，而是要解決復(fù)雜的高難度制造難題。
這就決定了3D打印不可能成為一個(gè)大眾市場(chǎng)，其商業(yè)應(yīng)用面也十分有限，目前已經(jīng)明確的應(yīng)用領(lǐng)域有大眾消費(fèi)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和生物工程領(lǐng)域。
即便是在這些業(yè)已明確的應(yīng)用領(lǐng)域，目前仍然缺乏成熟的商業(yè)模式。
“在商業(yè)模式上，中國3D打印行業(yè)的發(fā)展還是沿襲的傳統(tǒng)工業(yè)的老路。”羅軍說，盡管國外也大多是同樣的模式，但他們掌握有核心技術(shù)。
所謂傳統(tǒng)工業(yè)的老路就是生產(chǎn)設(shè)備、賣設(shè)備。上游的設(shè)備生產(chǎn)者不管用戶市場(chǎng)是否打開了，更多地是想把自己的設(shè)備生產(chǎn)出來，賣出去。
據(jù)羅軍介紹，目前中國100多家3D打印相關(guān)的企業(yè)中，95%以上的是在售賣設(shè)備，只有不到5%的企業(yè)在做加工和服務(wù)。而銷售的3D打印設(shè)備又以進(jìn)口機(jī)為主。
公開數(shù)據(jù)顯示，截止到2011年，全球累計(jì)銷售的工業(yè)3D打印機(jī)有4.9萬臺(tái)，其中近75%是由美國制造，中國生產(chǎn)的僅占3.6%。
與傳統(tǒng)工業(yè)不同的是，3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)產(chǎn)生了30年，但是事實(shí)上很多下游的設(shè)備買家只知道3D打印的概念，而并不了解3D打印技術(shù)，也不懂如何更好地使用這些設(shè)備。
“一臺(tái)工業(yè)打印機(jī)動(dòng)輒數(shù)百萬元，甚至上千萬元，誰也不會(huì)在不了解如何使用的情況去購買。這也是我們的用戶市場(chǎng)打不開的原因。”羅軍說。
單一的商業(yè)模式下，上游把風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)給下游，而下游的設(shè)備使用者同樣不愿承擔(dān)這種風(fēng)險(xiǎn)，最終影響的是整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
這使得目前3D打印從業(yè)者既對(duì)行業(yè)前景充滿信心，又看不到眼前的市場(chǎng)在哪里。
因此，在羅軍看來，行業(yè)發(fā)展還有許多基礎(chǔ)性的工作需要完成。在歐美國家，一般是通過建立3D打印技術(shù)服務(wù)中心，通過提供3D打印的加工服務(wù)來擴(kuò)大科普力度，啟動(dòng)市場(chǎng)需求，探索更多的3D打印應(yīng)用領(lǐng)域。
“只有市場(chǎng)需求起來了，行業(yè)才能發(fā)展。”羅軍說。
目前，世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)在探索更豐富的3D打印生態(tài)圈，希望通過推動(dòng)建立3D打印技術(shù)推廣平臺(tái)，將服務(wù)前置，通過技術(shù)分享，讓下游的市場(chǎng)用戶更多地了解3D打印技術(shù)，形成推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的需求力量，打破目前3D打印行業(yè)“看得見遠(yuǎn)景，摸不著市場(chǎng)”的迷局。