3D打印技術(shù)究竟能夠做什么?它在“中國制造2025”戰(zhàn)略中將扮演什么樣的角色?
這幾乎是每一個3D打印從業(yè)者和研究者都會被問到,也時常在思考的問題。然而,答案總是模糊而迷茫的。這也是世界3D打印技術(shù)產(chǎn)生30年來,在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上的常態(tài)。
“無論是國外還是國內(nèi),對于3D打印的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用都還在探索,都不是特別清晰。”世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席執(zhí)行官羅軍在接受《了望東方周刊》采訪時表示。
他告訴本刊記者,2014年全球3D打印市場規(guī)模為60億美元,是2013年的1.5倍,但仍然不如一家大型企業(yè)的年產(chǎn)值。
事實上,3D打印技術(shù)產(chǎn)生30年來,其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用始終推進緩慢。尤其是在中國,3D打印經(jīng)過20多年的發(fā)展,與國外的差距不僅沒有縮小,反而在不斷拉大。
越來越大的差距
1986年,3D打印技術(shù)的發(fā)明者Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D打印機,開啟了全球的3D打印時代,那時還沒有3D打印的稱謂,還叫快速成型。
上個世紀(jì)90年代初,清華大學(xué)教授顏永年等赴美訪問期間,參觀了美國的3D打印科研機構(gòu)。那是中國專家第一次接觸3D打印技術(shù),顏永年也因此被業(yè)界譽為“中國3D打印第一人”。
細(xì)究起來,中美兩國進入該領(lǐng)域的時間僅相隔五六年。因此有研究者認(rèn)為,中國與世界3D打印行業(yè)一樣,都處于產(chǎn)業(yè)化的起步階段,面臨同樣的困難,存在同樣的問題,差別不大。甚至有評論認(rèn)為,與發(fā)達國家相比,3D打印是中國唯一能夠與世界先進技術(shù)保持同步的領(lǐng)域。
然而,數(shù)據(jù)顯示,2013年中國的3D打印市場規(guī)模為3億美元,而美國則為15億美元。
在羅軍看來,雙方的差距十分明顯。更重要的是,近幾年這種差距不僅沒有縮小,反而在不斷拉大。
“比如,目前關(guān)于3D打印的重要原創(chuàng)技術(shù),沒有一項是在中國人手里的?!绷_軍說,近年來,中國在3D打印技術(shù)上幾乎沒有取得任何重大突破。
一位不愿透露姓名的業(yè)內(nèi)人士對此深有同感。他告訴《了望東方周刊》,“目前,金屬3D打印的設(shè)備和材料幾乎全部控制在國外制造商手中,這也是一些復(fù)雜的3D打印產(chǎn)品價格昂貴的主要原因?!?/p>
世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,目前新加入3D打印領(lǐng)域的企業(yè)中,80%以上都是從事最基礎(chǔ)的桌面機生產(chǎn)。
而造成差距擴大的原因主要還是人才和資金投入的缺乏。
與國外相比,中國少有專業(yè)的3D打印團隊和人才進行長期研究,而企業(yè)也鮮少在科研上進行持續(xù)、有計劃的投入。
“2014年以2億元人民幣的年銷量成為當(dāng)年銷售額最大的某3D打印企業(yè),竟未在產(chǎn)品研發(fā)上進行任何投入?!绷_軍說。
而在美國、德國等3D打印技術(shù)發(fā)達的國家,不僅有專業(yè)的研究機構(gòu)和人員進行長期專業(yè)的研究,一些大企業(yè)每年都要投入上億美元進行產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)。
實際上,目前中國90%以上的3D打印企業(yè)都是在售賣機器設(shè)備,而這其中又以技術(shù)含量不高的桌面機為主。
“目前中國3D打印行業(yè)所處的時代,同當(dāng)年的電腦組裝時代一樣,用的都是國外過了30年專利保護期的淘汰產(chǎn)品?!绷_軍說。
“進口3D打印機的精度和穩(wěn)定性確實要比國產(chǎn)的好得多。”顏永年告訴《了望東方周刊》,以穩(wěn)定性而言,一般進口3D打印機連續(xù)工作的時間能達到400小時,而國產(chǎn)的一半都做不到。因此,中國做3D打印加工和服務(wù)的投資商們也更愿意購買國外設(shè)備。這就使得目前中國市場90%以上的3D打印設(shè)備銷售商在賣中高端的進口設(shè)備。
在3D打印技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用中,材料問題也越來越突出。以工業(yè)打印為例,其需要專門的金屬粉末材料才能打印出各種金屬零件,而目前中國的金屬粉末材料大都依靠進口。
但是,顏永年認(rèn)為,中國的3D打印技術(shù)之所以不及歐美國家,更多的是因為整個技術(shù)不系統(tǒng),所有的突破都是一個一個的點,沒有連成線、形成面。
先機已失
科研和技術(shù)上的差距,必然會制約3D打印在商業(yè)應(yīng)用上的發(fā)展。
由于應(yīng)用面少,應(yīng)用渠道沒有打開,3D打印在其技術(shù)產(chǎn)生后的20多年時間里,一直作為一種高端而神秘的存在,默默發(fā)展,尤其是在工業(yè)和大眾消費的應(yīng)用領(lǐng)域。
直到2012年,美國奧巴馬政府將3D打印技術(shù)作為美國未來15個制造業(yè)創(chuàng)新中心的首個項目推出;而英國的《經(jīng)濟學(xué)人》雜志則認(rèn)為,3D打印技術(shù)將成為推動第三次工業(yè)革命的重要力量。
政府的推動和媒體的關(guān)注,使得3D打印迅速火爆,成為全球熱點。
在中國,2015年2月,工信部等三部委聯(lián)合發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃(2015~2016年)》,提出了3D打印行業(yè)的推進意見;5月發(fā)布的“中國制造2015戰(zhàn)略”,再次肯定了3D打印在智能制造中的重要作用。
政策層面的重大利好刺激,和對行業(yè)未來發(fā)展的信心,使各路資本紛紛進入,從而帶動產(chǎn)業(yè)應(yīng)用迅速發(fā)展。
世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供給《了望東方周刊》的數(shù)據(jù)顯示:2014年全球3D打印行業(yè)的產(chǎn)值是60億美元,比2013年增長了50%;其中2014年時,中國3D打印的產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)能夠占世界規(guī)模的10%,同樣比2013年增長了50%左右。
從數(shù)字上來看,中國3D打印產(chǎn)業(yè)正在與世界同步快速增長。
然而,事實上,受困于核心技術(shù)的缺乏和材料問題的障礙,中國已經(jīng)失去了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展的先機。如2014年中國3D打印行業(yè)40億元的產(chǎn)值,國內(nèi)3D打印企業(yè)僅占不到15億元的份額。
羅軍介紹說,美國、德國等3D打印技術(shù)發(fā)達國家的企業(yè)規(guī)模一般較大,年銷售收入在10億元左右。其中有十多家大企業(yè)已經(jīng)完成了在中國主要城市的戰(zhàn)略布局,“目前,歐洲的幾家大型3D打印企業(yè)在中國的各主要城市都有自己的代理商?!绷_軍說。
未來一旦中國3D打印應(yīng)用市場發(fā)展起來,這些企業(yè)依靠其品牌影響力和已經(jīng)搭建好的銷售渠道及網(wǎng)絡(luò),就可以迅速實現(xiàn)對中國市場的占領(lǐng),屆時中國企業(yè)再想發(fā)展便是難上加難。
反觀中國,大部分3D打印企業(yè)的銷售規(guī)模都保持在2000萬~3000萬元的水平,而且沒有一家企業(yè)完成全國市場的戰(zhàn)略布局,更遑論走出國門了。
商業(yè)模式單一
與傳統(tǒng)工業(yè)不同,個性化才是3D打印技術(shù)的精髓。其本身就不是替代性很強的技術(shù),要解決的也不是替代傳統(tǒng)制造業(yè),實現(xiàn)批量生產(chǎn)的問題,而是要解決復(fù)雜的高難度制造難題。
這就決定了3D打印不可能成為一個大眾市場,其商業(yè)應(yīng)用面也十分有限,目前已經(jīng)明確的應(yīng)用領(lǐng)域有大眾消費領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和生物工程領(lǐng)域。
即便是在這些業(yè)已明確的應(yīng)用領(lǐng)域,目前仍然缺乏成熟的商業(yè)模式。
“在商業(yè)模式上,中國3D打印行業(yè)的發(fā)展還是沿襲的傳統(tǒng)工業(yè)的老路?!绷_軍說,盡管國外也大多是同樣的模式,但他們掌握有核心技術(shù)。
所謂傳統(tǒng)工業(yè)的老路就是生產(chǎn)設(shè)備、賣設(shè)備。上游的設(shè)備生產(chǎn)者不管用戶市場是否打開了,更多地是想把自己的設(shè)備生產(chǎn)出來,賣出去。
據(jù)羅軍介紹,目前中國100多家3D打印相關(guān)的企業(yè)中,95%以上的是在售賣設(shè)備,只有不到5%的企業(yè)在做加工和服務(wù)。而銷售的3D打印設(shè)備又以進口機為主。
公開數(shù)據(jù)顯示,截止到2011年,全球累計銷售的工業(yè)3D打印機有4.9萬臺,其中近75%是由美國制造,中國生產(chǎn)的僅占3.6%。
與傳統(tǒng)工業(yè)不同的是,3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)產(chǎn)生了30年,但是事實上很多下游的設(shè)備買家只知道3D打印的概念,而并不了解3D打印技術(shù),也不懂如何更好地使用這些設(shè)備。
“一臺工業(yè)打印機動輒數(shù)百萬元,甚至上千萬元,誰也不會在不了解如何使用的情況去購買。這也是我們的用戶市場打不開的原因?!绷_軍說。
單一的商業(yè)模式下,上游把風(fēng)險傳導(dǎo)給下游,而下游的設(shè)備使用者同樣不愿承擔(dān)這種風(fēng)險,最終影響的是整個行業(yè)的發(fā)展。
這使得目前3D打印從業(yè)者既對行業(yè)前景充滿信心,又看不到眼前的市場在哪里。
因此,在羅軍看來,行業(yè)發(fā)展還有許多基礎(chǔ)性的工作需要完成。在歐美國家,一般是通過建立3D打印技術(shù)服務(wù)中心,通過提供3D打印的加工服務(wù)來擴大科普力度,啟動市場需求,探索更多的3D打印應(yīng)用領(lǐng)域。
“只有市場需求起來了,行業(yè)才能發(fā)展。”羅軍說。
目前,世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)在探索更豐富的3D打印生態(tài)圈,希望通過推動建立3D打印技術(shù)推廣平臺,將服務(wù)前置,通過技術(shù)分享,讓下游的市場用戶更多地了解3D打印技術(shù),形成推動行業(yè)發(fā)展的需求力量,打破目前3D打印行業(yè)“看得見遠(yuǎn)景,摸不著市場”的迷局。