【ppzhan摘要】隨著技術(shù)的發(fā)展，3D打印成為現(xiàn)在熱門的技術(shù)，更有人稱之為第三次工業(yè)革命。現(xiàn)在一些國家也希望可以依靠這個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重振制造業(yè)。那么對于中國而言，我國又當(dāng)何去何從？
　　
　　3D打印是工業(yè)制造領(lǐng)域“快速成型機(jī)”的俗稱，如今卻成了“一項(xiàng)改變世界的新技術(shù)”。3D打印的初原理，早在100多年前的照相雕塑和地貌成形技術(shù)中就有應(yīng)用。但只是到了20世紀(jì)90年代信息革命之后，數(shù)據(jù)分析大規(guī)模普及，這項(xiàng)技術(shù)才開始逐漸應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。3D打印通過計(jì)算機(jī)分層軟件將物體的三維模型進(jìn)行均等切分，還原成二維的“切面”，然后一層一層累積“打印”出來，這是典型的“加法”制造。
　　
　　近幾年，歐美發(fā)達(dá)國家通過3D打印技術(shù)，成功地“打印”出了手槍、自行車、汽車、電控飛行器等實(shí)物，雖然其質(zhì)地和耐久程度與傳統(tǒng)工藝還有差距，但確實(shí)正在開啟制造業(yè)的新空間。美國比較的3D打印服務(wù)提供商Shapeways的執(zhí)行官曾表示，他們已經(jīng)“打印”了75萬種產(chǎn)品，使用的材料包括塑料、不銹鋼、銀、陶瓷和玻璃等。同時(shí)，在珠寶制造和模型制作以及時(shí)裝業(yè)、電影業(yè)、建筑業(yè)等10多個(gè)不同的行業(yè)和領(lǐng)域，3D打印正在獲得更廣泛的應(yīng)用。美國《時(shí)代周刊》甚至將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“2012年美國增長快的工業(yè)”。
　　
　　受金融危機(jī)和歐債危機(jī)的影響，歐美等發(fā)達(dá)國家紛紛推行以重振制造業(yè)為核心的"再工業(yè)化"戰(zhàn)略，積極搶占*制造業(yè)制高點(diǎn)，以關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新為核心，力圖掌控新一輪技術(shù)創(chuàng)新主導(dǎo)權(quán)，并積極謀求生產(chǎn)方式的變革與商業(yè)模式創(chuàng)新，以確立在第三次工業(yè)革命進(jìn)程中的優(yōu)勢地位。
　　
　　美國計(jì)劃成立15個(gè)創(chuàng)新中心，其中以3D打印為主。美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文演講中表示，計(jì)劃建設(shè)一個(gè)包含15個(gè)制造創(chuàng)新中心的全國性網(wǎng)絡(luò)，希望專注于3D打印和基因圖譜等各種新興技術(shù)。奧巴馬提到了在楊斯頓（Yongstown）新建的美國國家增材制造創(chuàng)新學(xué)會(huì)（NationalAdditiveManufacturingInnovationInstitute），這個(gè)創(chuàng)新中心由美國聯(lián)邦政府出資，并得到了60所高校和企業(yè)的協(xié)助。該中心的目的是研究如何利用3D打印技術(shù)全面提升美國制造業(yè)。奧巴馬稱，還將在其他地方新建類似的中心，并宣布啟動(dòng)另外3個(gè)制造中心，使得企業(yè)與美國*和能源部合作將落后于化的地區(qū)，轉(zhuǎn)變成的高科技中心。
　　
　　一些跡象表明，美國通用電氣、卡特彼勒以及福特等大企業(yè)正在覺醒，開始在本土大規(guī)模投資*制造業(yè)，而中國以及其他新興經(jīng)濟(jì)體制造業(yè)的增長勢頭在2012年已顯露疲態(tài)。
　　
　　不同的研究者從不同的視角定義“新工業(yè)革命”。相對而言，*中國現(xiàn)代化研究中心的研究比較周密。
　　
　　他們對近代以來的科技革命進(jìn)行了細(xì)分：次革命是近代物理學(xué)的誕生；第二次是蒸汽機(jī)和機(jī)械革命；第三次是電氣和運(yùn)輸革命；第四次是相對論和量子力學(xué)革命；第五次是電子和信息科技革命。
　　
　　課題組認(rèn)為，目前都處于“第六次科技革命”的前夜，這將是一次“新生物學(xué)和再生革命”。其主要內(nèi)容涉及生命科學(xué)、信息科學(xué)、納米科學(xué)、仿生工程和機(jī)器人的結(jié)合，信息轉(zhuǎn)換器、人格信息包、兩性智能人、人體再生和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合等。
　　
　　由此，人類將獲得3種新的“生存形式”——網(wǎng)絡(luò)人、仿生人、再生人。在此基礎(chǔ)上，人類將以新的存在形式，離開地球走向太空，在更廣大的宇宙中創(chuàng)造更的文明，從而引發(fā)下一次也就是第七次科技革命——“新物理學(xué)和時(shí)空革命”。
　　
　　課題組負(fù)責(zé)人何傳啟預(yù)測，第六次科技革命將在2020年前后爆發(fā)，而第七次科技革命大約在2050年前后開始。
　　
　　“這為中國科技發(fā)展提供了難得的機(jī)遇，如果我們能夠超前布局，就可以搶占制高點(diǎn)，有可能成為‘*’。相反，如果無所作為，那當(dāng)然就會(huì)坐失良機(jī)。”
　　
　　事實(shí)上，3D打印技術(shù)的深層應(yīng)用的確與人類“再生工程”有關(guān)。
　　
　　顏永年去年年底曾就“生物制造”話題做了一個(gè)詳盡報(bào)告。他介紹說，目前3D打印技術(shù)正試驗(yàn)“打印”生物體的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)，下一步就是要“打印”人體的皮膚、軟骨、肌肉、血管、氣管。這種基于3D打印原理而產(chǎn)生的生物技術(shù)，被稱為“細(xì)胞三維受控組裝工藝”。
　　
　　這方面，中國的研發(fā)進(jìn)度并不落后。清華大學(xué)相關(guān)的課題組與醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)合試驗(yàn)，用3D打印技術(shù)制造動(dòng)物骨骼支架，“一共做了24條狗，100多只兔子”。
　　
　　作為中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟顧問，顏永年強(qiáng)調(diào)，3D打印使得人體組織和器官的再生手段大大豐富和加強(qiáng)。
　　
　　他認(rèn)為，20年后人們將弄明白自身器官的運(yùn)行機(jī)理，而用不了50年就能制造出所有的人體器官。人確實(shí)有可能成為“造物者”。
　　
　　革命性的創(chuàng)新技術(shù)在完全釋放出它的能量之前，往往看不出什么“*性”。但因此而缺乏緊迫感甚至跟不上趟的國家，一定會(huì)喪失機(jī)遇。
　　
　　去年10月，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，與會(huì)專家一致認(rèn)為，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的結(jié)合。
　　
　　該聯(lián)盟認(rèn)為，中國在3D打印技術(shù)的核心領(lǐng)域已經(jīng)與美國、以色列等巨頭“基本處于同一水平”，但是，在材料和軟件開發(fā)、裝備等方面還有一定的差距，還需要引起政府主管部門的重視，并在重大技術(shù)專項(xiàng)等方面給予扶持。
　　
　　北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授被推舉為聯(lián)盟首任理事長。他所研發(fā)的“高性能金屬構(gòu)件直接制造技術(shù)”，屬于3D打印的工業(yè)級(jí)應(yīng)用。
　　
　　與那些“打印”出來的塑料玩具不同，王華明的技術(shù)利用激光束，對粉末或絲材進(jìn)行逐層熔化、快速凝固、逐層堆積，能夠直接制造出強(qiáng)度足夠高的金屬零部件。
　　
　　舉例而言，在制造領(lǐng)域，像F22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)和波音787大客機(jī)都需要鈦合金結(jié)構(gòu)件，如采用傳統(tǒng)鍛造和機(jī)械加工工藝，既耗時(shí)又費(fèi)力，還需要數(shù)萬噸級(jí)重型液壓鍛造裝備進(jìn)行加工，材料利用率通常不足10%。但應(yīng)用3D打印就不同了。
　　
　　中國正在研發(fā)的C919大型客機(jī)，其機(jī)頭工程樣件就需要鈦合金主風(fēng)擋窗框。該部件從歐洲訂購需要兩年，每個(gè)部件的鍛造僅模具費(fèi)就要50萬美元。而采用王華明的激光直接制造技術(shù)，從制造零件到裝上飛機(jī)僅用了55天，零件費(fèi)用還不到其模具費(fèi)的五分之一。
　　
　　業(yè)內(nèi)人士稱，王華明的3D打印技術(shù)具有材料利用率高、加工量小、柔性等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)制造領(lǐng)域是個(gè)“革命性”突破，目前美國等發(fā)達(dá)國家也不掌握其中的關(guān)鍵技術(shù)。
　　
　　王華明對于民用級(jí)別的低端3D打印能否廣泛應(yīng)用持保留態(tài)度。“真正的一把小小的金屬材料手槍，根本不需要3D打印，因?yàn)?lsquo;打印’出的手槍金屬零件精度達(dá)不到要求、成本還高、速度也不快。用傳統(tǒng)機(jī)床去加工這些手槍的簡單金屬小零件，既不費(fèi)料、也不費(fèi)時(shí)，不僅速度快、精度高，而且成本低。”他舉例說。
　　
　　同時(shí)，他也不認(rèn)為3D打印技術(shù)能與“第三次工業(yè)革命”畫等號(hào)，應(yīng)該說這只是新工業(yè)革命的一個(gè)重要元素。
　　
　　畢竟，3D打印的產(chǎn)值在制造業(yè)中所占份額仍然微不足道。2011年，3D打印市場規(guī)模為17.1億美元，僅占世界制造業(yè)總產(chǎn)出的0.02%。
　　
　　目前，投身于3D打印行業(yè)的國內(nèi)企業(yè)并不少，但多數(shù)公司都聚集在設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)業(yè)內(nèi)人士反映，3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈很長，材料、高精度噴頭、數(shù)控設(shè)計(jì)等幾項(xiàng)基礎(chǔ)性“共性技術(shù)”，仍然需要從國外采購，而單個(gè)企業(yè)往往無法靠自己的力量突破這些技術(shù)“瓶頸”。
　　
　　事實(shí)上，中國制造業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)的主要難點(diǎn)就在這里：國內(nèi)企業(yè)習(xí)慣于從國外引進(jìn)技術(shù)，或者參照已有的技術(shù)路線進(jìn)行開發(fā)，以“規(guī)模追趕”來確立自己的優(yōu)勢。但這種過于重視短期效應(yīng)、急于求成的心態(tài)，往往使得中國企業(yè)“永遠(yuǎn)處于追趕當(dāng)中”，因?yàn)?ldquo;當(dāng)你追上的時(shí)候，人家已經(jīng)踏上另一個(gè)賽道了”。
　　
　　面對“新工業(yè)革命”的挑戰(zhàn)，真正的成功者必須有進(jìn)行“顛覆性技術(shù)研究”，并快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，而失敗者一定是那個(gè)“低著頭只會(huì)跟跑的”。
　　
　　有專家建議，中國政府和企業(yè)必須設(shè)立專門的機(jī)構(gòu)和公司，“對未來產(chǎn)業(yè)進(jìn)行深入研究”，以發(fā)現(xiàn)、注冊高新技術(shù)，先期占領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)為使命。而有關(guān)的金融機(jī)構(gòu)，也有責(zé)任對前瞻性的新興技術(shù)尤其是基礎(chǔ)研究，加大投資力度。
　　
　　柳卸林認(rèn)為，*政府應(yīng)對全國產(chǎn)業(yè)有核心輻射能力的領(lǐng)域進(jìn)行支持，尤其是需要大量基礎(chǔ)研究的領(lǐng)域，如集成電路、大飛機(jī)、航天等；地方政府扮演的是接力棒的角色，它不做基礎(chǔ)研究，但可以把科研院所、大學(xué)的一些技術(shù)成果介紹出去，讓企業(yè)家來作判斷。“我國要建立一種互動(dòng)的機(jī)制，包括*與地方的互動(dòng)，科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的互動(dòng)。”
　　
　　“政府的錢不但要投資新技術(shù)，政府部門尤其是政府采購，還要成為新技術(shù)、新產(chǎn)品的試驗(yàn)場。”李才元認(rèn)為，在目前技術(shù)競爭格外激烈的局面下，政府必須主動(dòng)扮演好“新市場培育者和孵化者”的角色。
　　
　　同時(shí)，要在大學(xué)科研機(jī)構(gòu)建立“伯樂體制”，篩選出真正有競爭力的“技術(shù)千里馬”；還要在金融市場推進(jìn)“科技金融”的主導(dǎo)戰(zhàn)略。只有這樣，新產(chǎn)業(yè)才能在市場、人才、資金三個(gè)方面得到有力的支持。