一款3D打印的電動汽車在上海寶山區的中國3D打印文化博物館首次亮相。[王鋼為中國日報拍攝]
中國在3D打印的應用和商業化方面取得了進展，為高質量的製造、最終用戶的參與鋪平了道路。
從飛機部件、汽車零部件到樂器，3D打印技術正在推動材料製造的極限。
這一新技術雖然相對年輕，但已成為幾十年來最具破壞性的技術之一。
據諮詢公司Statista稱，到2022年，全球3D打印業的產值預計將達到230億美元。
3D打印，也稱為加性製造，是利用數字輪廓製作三維實體的過程。減法制造的相反之處在於，它的特點是用銑床將一片材料掏空。
“‘增材’意味著在物體被創造之前先放置一系列的材料層，每一層都可以被視為最終項目的切片、水平橫截面，”總部位於美國的增材製造解決方案供應商Stratasys的南亞總裁邁克爾·阿加姆(Michael Agam)說。
Stratasys公司提供用於製造從航空航天、汽車、醫療到消費品等工業的原型、製造工具和生產部件的技術。
阿加姆說：“3D打印使你能夠使用比傳統的製造方法更少的材料來製造複雜的(功能性)形狀。”
不斷下降的產品成本、方便的商品定製以及政府的激勵措施，正幫助中國成為亞洲增材製造業的領先者。
根據中國工業信息研究所(ChinaIndustryInformationInstitute)的預測，到2020年，中國3D打印業的產值預計將達到76.8億美元，佔全球市場的三分之一。
諮詢公司IDC估計，中國今年將向該行業投入19億美元。這使得它成為僅次於美國和西歐的第三大市場。
中國政府一直致力於一系列推動3D打印機發展的政策。過去，工業和信息技術部工業監管機構發佈了“國家3D打印業發展規劃”(2015-2016年)，該規劃為該行業的創新和商業化確立了目標。
另外，鐵道部在2017年12月底提出了第二項行動計劃，以進一步推動經濟增長。在其最新舉措中，該公司將該行業納入了國家戰略性新興產業名單，為相關公司帶來了巨大的機遇。
但隨著時間的推移，這項技術本身也經歷了挑戰。在早期階段，大多數3D打印機被用於快速原型-意思是模仿早期的產品模擬。商業化並非迫在眉睫。
諮詢公司IDC的研究主管蒂姆·格林(Tim Greene)表示：“儘管3D打印機幾乎每天都在應用於包括汽車、航空航天和醫療在內的關鍵行業，但我們仍然認為，我們仍在挖掘3D打印的潛力，使之成為推動數字轉型的一種手段。”
然而，行業專家已經注意到了一種逐漸的範式轉變。根據Agam的說法，這個行業正處於從原型和設計到真實製造和最終用戶參與的轉變的尖端。今年可能預示著這樣的變化。
幾個月前，通用電氣(GE)在其美國航空工廠的3D打印設備上，慶祝了3萬個額外製造的燃油噴嘴尖端。
學生們在山東青島同濟實驗學校用3D打印設備打印自己的設計。[梁曉鵬為中國日報攝]
在增材製造方法下，單個燃料噴嘴尖端的零件數量從以前焊接的20件左右減少到一整件。噴嘴的重量減少了大約25%。
“今天，有數百架大型飛機在世界各地的城市之間飛行，運載機器部件，”前通用航空工程主管穆罕默德·埃特沙米(Mohammad Ehteshami)指出。他現在經營的是通用電氣加工廠(GE Adamtive)，這是一家專注於3D打印等最新制造技術的新公司。“明天，你就不需要這麼做了。你只需要打印你需要的東西。”
在西門子，額外製造的渦輪葉片可以通過複雜的內部通道冷卻，從而提高其功能效率。這種技術現在允許新的幾何圖形，這是以前不可能的。
根據這家德國企業集團發佈的一份報告，增材製造能夠快速成型，使以前的開發時間達到75%，而且通過減少65%的資源消耗，減少30%的氣體排放，以及通常通過製造壽命更長的部件，可以更可持續。
專家認為，中國正在迅速縮小該技術在應用和商業化方面的差距。
“中國市場總是競爭激烈，因為這裡的人們想要快速做事，他們全心全意地投入其中，”Ultimaker亞太區副總裁本傑明·陳(Benjamin Tan)表示。
成立於2011年，Ultimaker已經建立了開放和易於使用的3D打印機，軟件和材料，使專業的設計師和工程師進行創新。
根據Tan的說法，在中國交付某種產品的準備時間可能需要大約三天，而不是其他市場通常需要的三週或三個月。這種市場競爭使得3D打印在該國的應用激增。
他說：“3D打印可以像設計手機蓋一樣簡單，也可以像設計火箭一樣複雜。但我們在這裡扮演的角色是縮短生產時間，允許用聚合物、金屬甚至陶瓷材料創造任何可以想象的結構。”
同樣，Stratasys在二月份上海tct展上推出了體素級3D打印解決方案。它允許用戶在體積像素級控制他們的設計，並獲得更多的材料。
例如，該公司已與中國一家汽車製造商合作，允許客戶使用3D打印解決方案定製車身圖案。阿加姆稱這是一場“真正的革命”。
他說：“到目前為止，3D打印在很大程度上仍然是B2B業務。這是第一次客戶能夠前來，並對產品的外觀產生實際影響。”
加快生產和縮短供應鏈並不是唯一改變遊戲規則的因素。他說，需要設計出能夠滿足最終用戶需求的定製設計，這是3D打印的核心所在。
一些最先進的3D打印應用程序將由中國公司驅動，因為政府對推動3D打印行業的高水平激勵。
阿加姆表示：“客戶和終端用戶正以比以往更快的速度期待新產品的出現，促使企業以傳統制造業無法實現的速度推出新產品。”
材料在這一過程中起著至關重要的作用。雖然塑料仍然是3D打印中使用最廣泛的材料，但金屬作為“墨水”的使用將在2019年及以後變得更加流行，越來越多的材料公司加入到這場競爭中來。
惠普(HP Inc.)首席執行官迪翁·韋斯勒(Dion Weisler)在一份新聞稿中援引惠普首席執行官的話說：“影響是巨大的-僅汽車、工業和醫療行業每年就生產數十億個金屬部件。該公司相信，金屬平臺解鎖的速度，質量和經濟，使客戶能夠設計，製造和交付新的解決方案。
但根據自主製造行業集團AMFG的數據，近幾個月對金屬3D打印的關注，意味著聚合物領域的擴張-它仍主宰著整個3D打印材料市場-往往被忽視。
報告提到，過去幾年，從DSM、SABIC到巴斯夫(BASF)和索爾維(Solvay)等領先化工公司，紛紛涉足3D打印領域，顯示出人們對該行業作為一種工業解決方案的興趣日益濃厚。
為了適應這一趨勢，Ultimaker成立了一個聯盟，將物資供應商聚集在一起。他們最近在上海增加了三家材料製造商，進一步擴大了各種行業對材料和應用的選擇。
該公司首席執行官喬斯·伯格(Jos Burger)表示：“通過在終極市場上製作打印資料，電子行業的工程師和設計師可以立即從桌面3D打印的使用中獲益。”
eSun是一家專門從事生物降解聚合物產業化的公司，是該聯盟的新成員。該聯盟的首席執行官楊一虎說，通過採用可再生資源，eSun可以加快生態友好型3D打印產品的速度。
今年進軍中國市場的另一家材料製造商Essentium的首席執行官布萊克·泰佩爾(Blake Teipel)表示：“中國市場的先進程度和侵略性要高得多。因此，我們的目標不僅是為工業用戶服務，也要為製造商服務。”（本文譯自中國日報網全球版，文：賀偉）
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