3D打印挑戰高成本難題

寂靜天花板

3D打印作為新興技術，首次亮相便贏得滿堂彩，一時間成為個性的代名詞。然而，隨著成本的居高不下以及市場的熱度逐漸消散，這個往日的“寵兒”似乎銷聲匿跡了。 但在“中國制造2025”的推動下，3D打印再次迎來撥云見日之機。在政策的推動下，頭頂光環的3D打印能否借勢破解高成本難題，成為行業發展的助推器。

今年以來，從國務院正式發布《中國制造2025》規劃，到成立國家制造強國建設領導小組，中國制造轉型升級由部署進入實操階段，勾勒出中國由“制造大國”邁向“制造強國”的宏偉主線。

這意味著，國家的表態給中國產業結構調整和制造業升級帶來機遇，而被熱炒的3D打印技術自然在列。

相關數據顯示，3D打印的市場規模巨大，2012年，3D打印規模銷售額達22.04億美元，較2011年增長297%。預計到2017年市場規模將達50億美元，2021年則達108億美元。中國3D打印市場潛力巨大，未來幾年有望成為世界最大的3D打印市場。

正因如此，早在今年2月份，工業和信息化部、發展改革委、財政部就已研究制定了《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016 年）》（后簡稱《推進計劃》）。

《推進計劃》希望通過突破增材制造專用材料、加快提升增材制造工藝技術水平、加速發展增材制造裝備及核心器件、建立和完善產業標準體系、大力推進應用示范這五大手段，從材料、設備、技術工藝、下游應用、產業體系等多個角度優化3D打印行業的未來發展。

參與組織起草《推進計劃》的工信部賽迪研究院裝備工業研究所專家左世全博士認為，3D打印技術作為驅動性制造手段，可以推動原型制造和模具開發等眾多應用，滿足從精密儀器到消費品領域的多方需求。《中國制造2025》對3D打印的重要部署以及省、市級創新中心的不斷設立都為3D打印行業的蓬勃發展帶來了新機遇。

政策的利好，刺激了行業的熱度，一時間，大大小小的研討會和展覽數不勝數。然而，撥開炒作的迷霧，我們不難發現，3D打印技術在國內快速推廣相對較晚，還存在諸多的“硬傷”需要消化。

相對于傳統加工行業，3D打印技術有著它得天獨厚的優勢，那就是快速成型，省去了模具開發等繁瑣的工藝，只要有圖，很快就可以拿到成品。

但是這對3D打印來講是一柄雙刃劍，快速成型的概念僅僅局限于單品，而批量生產則很難做到，這也是橫亙在產業化發展面前的一座大山。

對此，天津九鈺機械有限公司負責人周成憲毫不避諱，它認為3D打印的批量效率是目前產業化最大的障礙。如果是批量生產的話，一臺3D打印機的效率僅僅是數控機床的十分之一，這完全達不到生產的規格。 “可以說，目前國內3D打印技術僅僅能夠實現小批量、高性能、難加工的產品需求，而實現量產，我們還有很長的路要走，至少要將現在的生產效率提高10-15倍，才能完全替代數控機床，然而，這在短時間內是很難實現的。”

相對于傳統加工行業，3D打印技術有著它得天獨厚的優勢，那就是快速成型，省去了模具開發等繁瑣的工藝，只要有圖，很快就可以拿到成品。 但是這對3D打印來講是一柄雙刃劍，快速成型的概念僅僅局限于單品，而批量生產則很難做到，這也是橫亙在產業化發展面前的一座大山。

對此，天津九鈺機械有限公司負責人周成憲毫不避諱，它認為3D打印的批量效率是目前產業化最大的障礙。如果是批量生產的話，一臺3D打印機的效率僅僅是數控機床的十分之一，這完全達不到生產的規格。 “可以說，目前國內3D打印技術僅僅能夠實現小批量、高性能、難加工的產品需求，而實現量產，我們還有很長的路要走，至少要將現在的生產效率提高10-15倍，才能完全替代數控機床，然而，這在短時間內是很難實現的。”

得不到機器的“心臟”技術，企業的運營成本就會居高不下。以一個中小型企業來計算，一臺3D打印設備的價格在300萬元-500萬元之間，一個企業如果要實現規模生產，至少要購置4臺這樣的設備，這樣一來，先期僅僅對機器的投入就需要1500萬元。 不僅如此，國外生產的機器一般會要求配套使用該公司提供的打印材料，而這一部分的成本比國內材料高出很多，這樣的負擔對于初創企業來講無疑是致命的。

顯然，目前想讓 3D 打印技術承擔裝備制造業轉型升級的重任，似乎還為時尚早，但是從長遠來看，該領域的發展將日趨完善，最終將給工業生產和經濟組織模式帶來質的改變。 “作為新興產業，我們勢必有很長的路要走，但在未來的3-5年，中國的3D打印行業肯定將迎來一個井噴期，尤其是在汽車和醫療行業。而像航天和軍工這樣的領域，其孕育期要達10年之久，我相信借助中國制造2025的發展契機，利用技術研發等優勢，一定能夠找到破解高成本難題的解決方案。”周成憲說。

近幾年來，雖然全球3D打印產業飛速發展，呈現出一片欣欣向榮的景象。但作為3D打印核心的材料部分表現卻差強人意，制約了3D打印應用的進一步發展。 在我國3D打印行業中，耗材似乎也陷入了一個怪圈，市場的看好卻總是伴隨高成本的現實，一時間，叫好容易叫座難的現象也讓眾多投資者望而卻步。

目前3D打印的成型材料多采用化學聚合物，材料選擇的局限性較大，成型品的物理特性也不理想，并且安全方面也存在一定的隱患，材料的價格便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬元左右。 耗材的高成本是制約3D打印發展的重要因素。以3D人像打印為例，這種產品的耗材成本分為三種，其中粉墨占70%耗材成本，膠水占20%耗材成本，還有彩色墨水占耗材成本10%。

耗材成本過高主要是兩個原因造成的，一方面是國外企業對耗材工藝的壟斷和專利，另一方面則是國內目前的需求量還比較小，沒有形成規模。”大連理工大學教授姚山說。“因此，目前行業需要針對不同領域的特殊要求，突破一批3D打印的專業新材料。” 3D打印產業的發展，離不開產業鏈條的支持，或許這耗材之殤的逐步解決，將成為打破市場平衡的重要砝碼。