21世紀的前10年，是電影《哈利波特》熱播的時代。但是誰也不曾想，現實生活中卻也出現了神奇的“魔法”。
不少人都看過豬推進去，而香腸推出來的機器，那是原料加工器；但很少有人能夠看到，一臺看似平淡無奇的打印機，卻能打印出衣服、汽車模型、飛機，更有甚者，利用細胞介質還可以打印出人體各個器官。而這種機器，就是時下非常火爆的3D打印機。
3D打印技術，又叫快速成型技術。原理是將一項產品設計轉化為3D數據，然后將這些數據錄入3D打印機，使用合適的添加劑進行逐層打印，然后疊加到一起成為實物。由于能將設計直接轉化為實物，因此給人們的生活帶來諸多便利。
也因此，有人說3D打印機的神奇之處在于，它即將完全改變人們對傳統制造的印象-原來制造業也可以告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具。“所以我們說，3D打印機將真正帶來以數字化為核心的第三次工業革命浪潮。”中科院計算技術研究所上海分所所長孔華威表示。
顛覆性的技術革命
自出現那一刻開始，3D打印技術一直被人褒獎為無所不能。“這是一項顛覆傳統生產方式的革命性技術”，有人譽為是繼蒸汽機、電腦、互聯網后又一項偉大的發明。更有甚者，有未來學家預言，3D打印技術將對人類生活、學習和工作產生深遠的影響。
“由于3D技術可自動、快速、準確地將產品設計直接轉化為實物，因此將有效縮短產品研發周期、提高產品質量并縮減生產成本。”孔華威介紹，比如在汽車領域中，70~80%汽車復雜系統的配件都可以用3D打印機打印出來，這對于3D打印機的應用至少是一個重要的方向。
他表示，3D打印還給設計產業帶來了巨大的改變。“那些比較復雜的設計，與人感覺相關的設計，在3D打印機這里能夠較好地制作出來。”用3D打印能夠把那些需要設計得很微觀的模具或者鼠標等形象地打印出來。不僅如此，“原來從設計到樣品制作出來需要兩三個月之久，但利用3D打印機，只需要兩三天就可以了，這將給未來的設計產業將帶來很大的變化。”
也有實踐證明，通過3D打印機設計出來的產品也“神奇般”地得到了應用。2011年8月，英國南安普敦大學設計并試飛了世界上第一架“打印飛機”，飛行時速達100公里，其材質質地緊密程度超乎想象。同年9月，世界上第一輛“打印汽車”在加拿大亮相，單缸發動機制動功率8馬力，最高時速可達112公里。
更有甚者，最新的第四代3D打印機除了能打印汽車和房子，還能打印珠寶、牙齒和血管，它對于人類的影響力已經越來越大。
這些例子，似乎把人拉進了“魔幻現實主義”的世界中，更多的人似乎從中解讀到無限的可能。以至于2012年7月，美國宇航局稱在研究“未來3D打印宇宙飛船”，此外還正在測試一種太空3D打印機，供宇航員在太空打印所需物品。人們似乎隱隱地感覺到，3D打印機的時代正在來臨。
國內風投開始介入
正因為3D打印機給人們帶來了強烈的思想沖擊，它在全球范圍內也已經井噴式地增長著。來自WohlersAssociates的數據稱，2012年3D打印機的市場規模在17億美元左右，到2015年該市場的規模將達37億美元。
而該產業在國內同樣發展迅速，美國機械工程師學會理事長MarcGoldsmith曾表示，“2010年中國占全球市場份額的6.5%，2011年占8.6%”。到了2012年，更是一發不可收拾。可以顯見，3D打印技術的發展已經勢不可擋，它為制造業打開了一扇的新大門。
由于飽受追捧，也讓3D打印機熱“燃燒”到了資本市場。已有美國兩家3D打印機生產商在8月股價大幅上揚，國內的A股市場也不甘寂寞，涉及3D打印領域的企業股價連創新高。相關資料顯示，由于3D打印需運用到激光技術，東部沿海的一些生產激光晶體元器件的上市企業股價出現不小漲幅。一些資本也陸續向相關企業拋下了橄欖枝。據了解，目前國內已經有幾家風險投資基金投資了相關的3D打印領域的企業，孔華威透露，其所屬的風投基金就正計劃投資一家3D打印企業。
上世紀七十年代就已有概念提出的3D打印機之所以在如今突然火爆，“因為數字技術進入了桌面化時代，它與分布式制造掛靠在一起，并且與分布式能源結合，便成為第三次工業革命的兩個輪子，就開始火起來了。”孔華威介紹，3D打印被搬到了桌子上，逐漸的便捷化也讓越來越多人所熟知。
“想象一下3D打印機對制造業和物流業的革命。某天，你坐在家里，通過淘寶向商家訂購一個玩具，但你不用等待幾天后快遞送到你樓下讓你下樓去拿。只需輕動鼠標，商家通過網絡發給你一個CAD文件，你直接在家里就能打印出來。”而這一旦應用到工業化大生產之中，當公司能夠在需求產品的地方打印出急需的零部件時，為什么還會從國外空運呢？
還有“最后一公里”
雖然3D打印市場潛力巨大，以3D打印為代表的數字化、智能化制造以及新型材料的應用，將推動實現“第三次工業革命”，成為引領未來制造業趨勢的眾多突破之一。但是目前它并沒有人們所想象般的“萬能”。“3D打印技術在美國正如火如荼地產業化，但目前在國內還處于初級發展階段。”孔華威說，目前還有不少問題存在。
首先是核心技術跟不上。“目前3D打印機有很多技術上的問題都沒有解決。”最為明顯的是材料的局限性。“現在粉末材料能加工成零件的主要是塑料、樹脂、陶瓷、金屬等，比較有限，而陶瓷、金屬加工所需溫度非常高，目前技術并不成熟。”
最為關鍵的，是不同的材料還不能混在一起打。“現在只能是一次‘打印’一種材料”據孔華威介紹，現有的3D打印技術只能生產由一種材料組成的零件，再組裝成成品。“至于一次性直接生產汽車、飛機的說法，目前還有一定距離”。
此外，3D打印機最核心部件是噴嘴。目前噴嘴有幾種：用膠漆噴的和鋪粉后再用激光融化后進行打印的（后者做金屬類的東西）。此外，就是金屬和非金屬兼容的噴嘴。“后者一般要同時用到兩個噴頭，目前國內還沒有這個技術，連國外也無法解決”。
技術上的屏障，使3D打印機性能還有待進一步提升。有業內人士反應稱，由于3D打印機采用層層疊加工藝，層和層之間的粘結再緊密，也無法和傳統模具整體澆鑄的零件相媲美；同時，每一層的厚度再薄，也是一層一個坎，外表面仍需打磨才能滿足精度要求。
而國產的性能相比海外，在高端品種上更是存在差距。“比如說國產的打印機出來的‘絲’不如國外的干凈，材料的不光滑讓打印出來的產品看起來不那么漂亮。”孔華威介紹。
與此同時，價格因素也成為3D打印機發展的瓶頸。目前3D打印機的價格差距懸殊，低端的家用型價格低至數千元，但高端的價格可以高至數百萬元。不僅如此，打印所需原料價格也是差距甚大。“低端原料國內已經能自產，價格比較便宜，但高端的只能從國外進口，價格很昂貴，導致成品價格也非常貴。”僅以一個飛機小零件“3D打印”而言，打印這種部件的金屬粉末原料，一公斤需8萬元，這個零件從“3D打印”出來至少要賣2萬元，其價格之高令人乍舌。
不容忽視的是，雖然3D打印能夠打印出各種新奇的設計，但它卻無法應用于工業化大批量生產。“如果新研發一個新產品，單件小批量生產，用3D打印肯定比傳統開模具生產要快。但如果批量生產，3D打印顯然不適合。”就和普通打印一樣，打印幾張紙用打印機很快，但如果印書，到印刷廠做成模板再印則快得多。
也正因此，“前幾代3D打印只能打印紙質、塑料模型，打印時間長，打印成本高，打印過程中還會產生污染，不夠環保，導致3D打印機會不斷推陳出新。”但隨著一些新技術的攻克，國內已經出現了不少3D打印機生產商。“目前上海已經有兩三家在做，杭州等城市也陸陸續續在做這個3D打印。”孔華威介紹。
雖然3D打印機在國內慢慢地鋪開市場，但在飽受追捧的背后，不少專家也開始隱隱地擔憂，“核心的技術還掌握在國外手中。”3D打印機在中國發展的出路在哪里？
“目前，最好的方式是利用這一領域的開源，我們可以把國外的圖紙、控制器都拿到國內，這樣國內與國外就處于同一起跑線了，即便萬一這行業由開源走向封閉，那么國內還可以根據之前的積累往前走。”孔華威介紹，如果真正要解決一些技術上的問題，還需要大量的時間和精力去投入，這里需要政府包括政策、資金等全方位的持續支持。如果核心技術沒有突破，3D打印機在火爆之后就難以為繼。在這一方面，前幾年新能源產業從朝陽產業迅速淪落的經歷或許可以為我們敲響警鐘。
