下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
尽管当前3D打印技术在全球范围内迅猛发展，甚至被誉为是第三次工业革命，不过郭台铭却公开表示，“如果3D打印真的能颠覆产业，那我的‘郭’字倒过来写”。
据台湾《联合晚报》报道，制造大佬、鸿海董事长、富士康公司总裁郭台铭公开表示，3D打印绝不等于第三次工业革命，只是噱头而已。增材制造已经发展很久了，鸿海30年前就在用增材制造技术。不看好的原因是，此项技术无法用于大量生产，不具有商业价值。
富士康为苹果代工生产iPhone手机已经多年。郭台铭以3D打印制造的手机为例，说明3D打印的产品只能看不能用。他说3D打印目前还不能加入电子元件，导致无法对电子产品进行量产，且一摔就碎。
制造业大佬看衰3D打印其实还有着更深层次的心理原因。作为第二次工业革命时代以来“成功的进化者”之一，郭台铭带领着鸿海及富士康建立起了像恐龙一样庞大的“制造业帝国”，虽然利润微薄，但也可以凭借着“大规模流水线生产”以量取胜。可是，当侏罗纪已经过去，产业环境正在开始发生变化，白垩纪的恐龙看到以“3D打印”为代表的哺乳动物露出小脑袋时，让它们微笑面对确实有点困难！不过，历史的真相是，哺乳动物并没有去剿灭恐龙！当然，恐龙更没有机会去剿灭哺乳动物！恐龙最终离开这个蓝色星球完全是因为自身无法适应新环境而造成的。适者生存，关于“产业进化”这一严肃命题现在已经正式摆在我们每一个人面前了！
参考： 也许在苹果公司看来，3D打印不会是无用的。手机之所以能迅速投入市场，很大的原因在于它们的零部件在设计阶段都用到过3D打印技术。打开iPhone手机就会发现，里面有不计其数的细小部件。之所以用3D打印，就是为了确保每个部分都能完美耦合，不会装不到一起去。郭台铭的富士康位于产业链的底端，而苹果面向产业链上游进行设计和策划。
其实，不仅仅是郭台铭，3D打印技术的应用从诞生之时，就饱受质疑。一直以来的质疑集中在：1）技术的可实现性：生产工艺是否可以达到产品需要的质量标准，2）技术的经济性：大批量生产成本过高。
3D打印技术的发展和完善贯穿于产业链的各个环节，具体来说主要体现在3个方面。
应用材料领域的不断拓宽
应用材料的发展无疑对3D打印技术使用领域的拓宽具有最直接的影响。20世纪90年代初，塑料作为3D打印材料的推广应用，随之带来3D打印行业的第一个迅速发展阶段。21世纪初期，随着激光烧结，特别是DMLS（直接金属激光烧结）技术的发展，金属材料成为3D打印材料应用上另一个重要的突破。由此，3D打印技术逐步进入工业部件和工具制造领域，成就了行业2004年之后的迅速发展。
制造精度的提高
制造精度的提高源于成型工艺的发展和数控精度的提高。如2000年，Objet改进了传统的SL技术，制造精度从最初的毫米级提升到20mm以下。而现阶段，主流的3D打印工艺的制造精度较早期已经大大提高，可以满足大多数制造工业的精度要求。
近些年来，随着一些技术路径已经基本成形，工艺原理上的突破已经较少。技术更新更多地集中于数控系统精度的提高、软件的增强升级和制造速度的提升上。如2010年，Materialise公司发布新的用于支持金属材料成型的软件系统。
成型技术功能性方面的拓展
3D打印技术的发展除了在核心成型技术上的突破之外，一些衍生工艺也在不断完善。如ZCorp（已被3D Systems收购）、Objet（已被Stratasys收购）开发的基于多种材料的混合打印技术，3D Systems、Stratasys开发的多余材料自动清理和循环使用的工艺。在很大程度上，这些工艺在不断提升3D打印的整体技术性能，扩大制造的适用范围。
就技术的经济性而言，被市场质疑较多的还在于3D打印较高的直接制造成本。从现阶段3D打印制造的成本构成来看，设备和材料占据主体部分，但两者随着技术的发展和市场规模的扩大，都存在较大的下降空间，有望带动直接制造成本的下降。
就制造速度而言，以激光烧结为例，最初的加工速度大致是6 ccm/h（cubic centimeters per hour），现阶段平均制造速度在11～12 ccm/h。而基于超声波焊接（UAM）工艺的3D打印速度可以达到492 ccm/h，制造速度的提高带来单位部件制造成本的降低。
提示： 在第2章中将介绍其他金属成型工艺，其中：目前SLS的成型效率为5～30 ccm/h（国内）、5～80 ccm/h（国外）；SLM的成型效率为2～10 ccm/h（国内）、2～26 ccm/h（国外）；LENS的成型效率为2～7 ccm/h（国内）、2～24 ccm/h（国外）；EBSM的成型效率为2～10 ccm/h（国内）、2～20 ccm/h（国外）。
此外，另一个直接制造成本的重要组成部分来源于打印材料。现阶段，3D打印材料的主要类型是塑料、液态树脂和金属粉末。3D Systems和Stratasys公司主要供应的是前两种材料。从公司材料的销售毛利率来看，近些年来基本保持在50%以上，就利润空间而言，还有较大的下降空间。此外对于金属材料，如3D打印领域使用最为广泛的钛、铝和不锈钢，仔细调研可以发现，目前厂商的利润空间也是非常大的。因此长期来看，价格也存在较大的下降空间。
尽管在直接制造成本上，3D打印相对于传统制造工艺很难具备规模生产的经济性，但由于3D打印技术在产品制造上较高的自由度，产品设计的优化可以提升产品使用过程中的经济性。就逻辑而言，如果一个产品设计改变给相关的产业链带来的价值增值超过了成本的增加，那么意味着这种设计就更具有经济性。
如图1-25所示，EOS公司根据客户需求改进了一个用于加工塑料杯子的模具设计（模具在 注塑成型、受压成型、冲压成型 中必不可少）。传统设计的模具随着工作时间加长，模具表面温度不断升高，会影响塑料的冷却成型效率，导致成品率下滑。使用3D打印技术改进后的模具设计，在内部加设了用于降低模具温度的环状导管。采用这一设计的模具在使用中提高制造速度约40%，同时还降低了能源消耗。每年节省的制造成本约为24 000欧元，带来的经济价值明显高于成本增加。
图1-25 左：使用DMLS技术制造的注塑模具；右：模具内部结构剖面示意图（图片来源：EOS）
使用3D打印技术与传统工艺在设计理念上的一个明显差异在于：前者更适合使用一体化设计思路，将之前需要多个零部件组装的产品，转变为一次成型的制造模式。如诺斯罗普格鲁曼公司设计的用于航空环境控制系统的零部件，传统设计需要9个零部件组装成型，而利用3D打印可一体化设计并一次成型，省去了组装过程，而且从理论上来讲，零部件数目越少，产品就越安全。此外，3D打印带来的成本节约还体现在免去了：组装线的固定投资，组装线的人工和能源消耗，不同组装件包装、标签、运输和库存管理成本。因此，在一些领域使用3D打印制造带来的经济增值可能会远大于成本。
3D打印技术对零部件的修复也独树一帜。航空航天零件结构复杂、成本高昂，一旦出现瑕疵或缺损，只能整体更换，可能造成数十万、上百万元损失。而通过激光成型修复（Laser Forming Repair，LFR）的3D打印技术，如图1-26所示，可以用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大节约了时间和成本。
图1-26 激光成型修复的不同缺陷形式的航空发动机叶片（图片来源：西安铂力特）
此外，3D打印技术对产业链另一个成本节约的形式具体表现为：能源成本的节约。这一点主要体现在交通运输设备领域，部件设计的轻质化带来的燃料消耗和废气排放的减少。以航空业为例，大多数零部件的重新设计，有望降低部件重量的潜在空间达到70%。而每架飞机减少1kg的重量，意味着每年的燃油成本节约在3 000美元左右。
3D 打印技术是典型的颠覆性技术，一台打印机可以 “ 万能地 ” 制造种类繁多的定制化产品，有时甚至直接打印成型而无须组装。而传统制造方式需要改变或裁剪流水线才能完成定制生产，其过程需要昂贵的设备投资和长时间的工厂停机。
随着“个人智造”的兴起，在个人消费领域，3D打印行业预计仍会保持相对较高的增速，有助于拉动个人使用的桌面级3D打印设备的需求，同时也会促进上游打印材料（主要以光敏树脂和塑料为主）的消费。
在工业消费领域，由于3D打印金属材料的不断发展，以及金属本身在工业制造中的广泛应用，预计以激光金属烧结为主要成型技术的3D打印设备，将会在未来工业领域的应用中获得相对较快的发展。中短期内，这一领域的应用仍会集中在产品设计和工具制造环节。
综合以上特点趋势，从行业发展的角度来看，整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间。就未来的中期需求增长而言，相对看好上游打印材料和个人3D打印设备的制造企业。因为就前者而言，在通用化的技术标准不断推广的基础上，专业化的材料供应企业的发展是大势所趋。从个人消费到工业制造，无论是哪个领域引来的快速增长，对于耗材的需求都必不可少。而从长期来看，为3D打印量身打造数字化建模软件的应用平台公司将成为行业巨头（正如目前的微软、谷歌等应用平台公司相比于戴尔、联想、惠普等设备提供商），利用互联网思维对传统快速成型行业进行数字化、智能化的深度改造和升级，是3D打印行业不可阻挡的历史大势。
通常，技术的发展往往遵循一个可预期的模式，即先是萌芽，然后炒作，而后幻灭，接着才是技术成熟后的稳步爬升，最后到达应用高峰，这样构成了一个完整的技术 炒作周期 （Hype Cycle）。研究分析机构Gartner推出了2014年技术发展趋势报告，该报告评估了119个门类、2000多种技术的成熟度，将这些技术归类到不同的炒作周期阶段。如图1-27所示，可以看出消费级3D打印（Consumer 3D Printing）目前正处于炒作期，而工业级3D打印（Enterprise 3D Printing）正处于技术成熟后的稳步爬升。
图1-27 研究分析机构Gartner推出的2014年技术发展趋势报告
忽略3D打印的影响力就等于无视即将发生的颠覆，就像当年小型机厂商无视个人电脑的出现，而具有讽刺意味的是小型机“今安在”？所有颠覆性技术最初往往逊色于当时占主导地位的技术，但会不断发展，以低成本满足较高端市场的需要，然后夺取天下。“ 所有重要的科技都是在短时间内被过度炒热，其功能性也被高估，但从长期来看，他们造成的影响却远被低估。 ”美国《连线》杂志前主编安德森认为。
一个耐人寻味的现象是，制造业大佬的看衰并未影响当日A股市场中3D打印概念股的走势，概念股悉数飘红。全球3D打印产业已然实现了3年25%以上的复合增速，且成长还在延续。