【创客100编者按】3D打印是一个特庞大的课题，可应用的领域非常广泛。如果3D打印技术可以成功应用，就能取代整个制造业，是不是超出你的想象？前景如此美好，科技巨头们怎会放过这个领域，我们的总理大大也提出了要好好搞3D打印技术，3D打印技术真要成功了，革的是传统制造业的命，正因为感到了危机，像富士康这样的传统制造业巨头也在偷偷学习。

人类总会有一些天马行空的想法，但科技的伟大之处正在于把这些想法变成现实，事实上，在微软、Google等科技巨头的组织架构中，都有一个特别的部门，他们专职负责把科幻小说里的东西变成现实，比如无人汽车、空中WIFI基站以及3D打印等等。随着工业4.0概念的提出，3D打印正一步步走出实验室，走向现实，越来越多的创业者希望能尽早加入此行业，抢占市场先机，从中分食蛋糕，具体到中国的情况就是引进国外先进的设备，通过垄断经营，于短期内收取高额费用。另外，3D打印的概念之所以能在中国迅速升温，还有两个重要原因，一个是总理说要搞，一个是股票需求，均与技术无关。

前途无量的3D打印，中国正在沦为配角?

3D打印是一个特庞大的课题，可应用的领域非常广泛。从原理上讲，3D打印就是一种快速成型的技术，以数字模型为基础，运用粉末状可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体，可以是金属的，也可以是塑料的。单看这个定义，只要找到合适的材料，配以数学模型，一台3D打印机在理论上就能取代整个制造业，也即这种技术可以应用于任何需要制造的领域，比如模具、工业设计、航空航天、医药、建筑、衣服加工等等，而且这个“等等”至少包括20个以上的名词。事实上，采用3D打印制造出的产品早已琳琅满目，不仅有简单的玩具、零配件，也有一些特殊的、精密的产品，比如巨型的房子，又比如人体的肝脏以及腿骨，从业者甚至帮摩登女郎打印出了漂亮的高跟鞋和比基尼。

总之，现有3D打印出来的任何一个产品，都有可能衍生出万亿规模的市场。或许，正是看中了行业的潜力，各国才开始了疯狂的军备竞赛，唯一不同的是，有些国家靠踏实的技术沉淀，掌握实质性的话语权，有些国家只会玩弄资本，梦想着发一笔横财

谈到3D打印，中国有很多名人都发表了自己的看法，最大牌的自然是李克强总理，配合中国制造2025的愿景，他已经要求从业人员去真正搞明白什么是3D打印，然后制定一个可行性计划，显然，总理对3D打印的前景非常看好，同时也给出了明确的政策风向标，最起码，研发经费应该不是问题了。

与之相对应的则是霸道总裁郭台铭的观点，他在接受台湾媒体采访时，曾直言不讳:3D打印只是噱头，打印出来的产品只能看不能用，3D打印若能商用，他就把“郭”字倒过来写。众所周知，郭总统领的富士康集团，是全球最大的制造企业，他的发言看似有些草率，但却饱含深意。其实，成熟的3D打印首先冲击的就是传统模具业，而这正是富士康的发家之道，笔者认为，郭总之所以持反对意见，且措辞强烈，更多的是想造成一种舆论导向，从而给企业升级赢取时间。据消息人士透露，富士康早就开始了关于3D打印的内部培训，而且主要针对中高层，与总理的远景不谋而合，大有点英雄所见略同的感觉，同时，这也意味着3D打印在中国，无论是在政策面，还是在操作面都将获得最顶峰的支持。

从逻辑上讲，3D打印之于制造业的改善，最具审美性的莫过于在效率上的提升，以及快速满足个性化制造。传统制造业中，一个产品的面世需要经历开模、打印、验证、修缮、最后才能量产，比如，此前某航空公司发现客舱座位指示牌子出错，想要修改，却被供应商告知需要180天的周期;后来，该航空公司决定采用3D打印技术，仅用1个晚上就完成了任务，而且成本也从之前的1000美元降低到30元人民币。当然，这只是3D打印应用的一个经典案例，但却能推而广之。对于制造从业者来说，最大的诱惑莫过于效率的提升，事实上，如何提高UPH是始终贯穿在制造业的一根主线，比较正面的手段是采用自动化，降低员工loading，比较负面的手段则是想方设法地压缩员工休息时间，一些道德败坏的专家曾经试图取消工厂食堂内的汤类食品，以降低员工上厕所的次数。显然，这些负面的手段对制造业效率的提升微乎其微，自动化的效果也并不显著，相比之下，3D打印之于模具类制造业的效率来说，简直可称为神器。

另外，除了效率的提升之外，制造业也需要兼容消费者日益多元化的需求，而这也是工业4.0非常重要的一部分。显然，个性化制造可不仅仅指给消费者制造出一些限量版的手机和珠宝，更大的妙处是替消费者制造出原装的腿骨、肝脏或者阴茎来，自然，这是3D打印在未来医学中的核心应用场景，对于人类战胜疾病、延长寿命有着里程碑式的意义。依靠现存的技术水平，3D打印已经提供出了可应用的骨骼，帮助一些成骨不全的患者重新行走，整个过程包括利用CT扫描原型，以获取相关参数，再利用3D打印，制造出参数相同的仿制品，倘若这种制作逻辑能在医学领域推而广之，想想就让人兴奋地睡不着觉。

蜻蜓点水，中国正沦为配角

从逻辑和市场需求来讲，3D打印前途无量，但具体到中国，却难言乐观。如前文所述，总理要求相关部门先去搞清楚什么是3D打印，之所以这么说，正说明中国在基础技术方面没有优势，否则，根本不需要再去搞清楚如此基本的事情。

事实上，目前国内的3D打印企业，虽然正野蛮生长，但盈利者寥寥无几，大家只是拿到风投的钱之后，过了一把“高科技玩家”的隐儿之后便轰然倒地，况且，相比于欧美发达国家，中国的技术还只能说处在起步阶段，特别是在关键核心零部件方面，几乎是一片空白，单就激光器来说，我们只能进口美国、德国的设备，这种情况与90年代中国制造业进口日本的贴片模式如出一辙，更尴尬的是，3D打印需要编写软件作为其灵魂的输出，但很遗憾，中国还找不到可媲美于Google、微软的软件企业，自主研发也就成了空谈。其实，按照现在的发展进度来看，中国不能妄想成为3D打印的领导者，纵然有总理的帮忙，纵然有庞大的制造业市场，我们都不可能成为主导者，但安静地做一个配角，也未尝不是一件坏事，与其贪多求全大跃进，倒不如专攻一个领域，做好3D市场的有力补充。事实上，除了3D打印机本身的软硬件之外，决定这个行业的另外一个核心要素就是材料科技，在理想的3D打印市场内，势必要找到高强度、耐高温、抗腐蚀，具有一定的环境适应性的新材料，而这有可能成为中国在3D市场的突破口。

面对一个新兴的市场，中国人常常表现得很聪明，我们总会试图找到一种捷径，去快速赚钱并收回成本，比如，听闻3D打印之后，最聪明地人马上去买了相关板块的股票，有的迅速致富，有的一贫如洗;接下来，资本开始蠢蠢欲动，有的倒腾3D打印机，有的倒卖打印材料，或者出售打印成品，这种中国式的聪明能让一个市场瞬间火爆，但悲剧的是，有这种聪明的人，是没有办法安静下来搞基础研究的，比如3D的核心技术和材料科学。关于3D打印，中国有庞大的市场需求，也有良好的政策环境，还有世界上数一数二的制造企业，希望大家能潜心修炼，不要把一把好牌给打烂了!【责任编辑/闫红玉】

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一、3D打印技术概念及特点

3D打印技术是数字化时代的重要产物，又被称为“添加制造”（AdditiveManufacturing）技术，它是以三维数字模型文件为基础，创新性地将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透到一起，能以自身逐层添加打印的制造方式完美地实现各种材料的结合。3D打印技术自开发以来得到不断地发展，迅速被广泛应用于工业设计、建筑、军事、航天、医疗等不同领域，并取得一系列实质性的突破。3D打印技术相较于传统的大型增材制造设备来说，更加注重体现设备的小型化、智能化和个性化。3D打印技术发展到今天，已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精确分辨率，。并且适用于该技术的材料丰富，比如以生物细胞为材料，能够打印出器官、骨骼；以金属为材料，能够打印出机械零件；以沙子为材料，能够打印出建筑物；以玻璃为材料，能够打印出玻璃制品等。据不完全统计，截止到2012年年底，著名的3D打印成型公司Stratasys的产品已经发展为能支持123种不同材料进行3D打印，随着科学技术的创新和发展，这一数字将不断地被刷新。同时，在打印速度上，3D打印技术能实现垂直25.4mm/h以上。未来我们有理由相信，随着智能制造的逐渐深入发展与成熟，将会有更多新的信息技术、控制技术、材料技术等不断地投入应用，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域。

二、3D打印技术在产品造型设计中的应用

近年来，3D打印技术在产品造型设计上应用越来越广泛，并且突破了以往单纯的常规几何形态，开始以更具创新性、类似于自然形态的精美造型出现在人们的日常生活中，以独特的制造方式和时代意义赋予我们的生活空间新的活力。比如在人们熟悉的服装领域中，著名的荷兰时装设计师IrisvanHerpen与Materialise在2013年初的巴黎时装展上合作制造的3D打印时装，给人带来强烈的视觉盛宴，风靡一时。此外，2011年Materialise公司提供以14K金和纯银为原材料的3D打印服务，更是为珠宝制造业带来巨大革新。由比利时公司MGX设计的分形桌子，设计师以数学特征中的自相似性为设计原理，以自然界中的分形生长为模型创造了这一作品，其成就是传统制造方式无法企及的。以现代装饰中的灯饰为例，2012年设计师宋波纹协同格物工作室，创新性地推出3D打印作品“十二水灯”，灯具快速成型材料为尼龙，其创作灵感来源于宋代画家马远的水画名作“十二水图”。在该造型设计中，设计师完美地将中国传统绘画的意境与传统思想中“格物致知”的观念进行融合，通过探究事物的发展规律，寻找智慧的源头。作品利用现代先进的制造技术向人们呈现出耳目一新的作品，并通过这种形式完成对文化的传承。所以，可以说，3D打印技术让产品的造型有了更为广阔的发展空间，同时也让产品的个性化特色更为突出。与传统机器生产和手工制造相比，3D打印技术突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制，这在某种程度上促使其对产品造型的制造更加接近设计本来的要求，同时与产品造型设计随着时代、科技和人文艺术的发展而革新的历史使命相符。3D打印技术的应用，极大地开拓了设计师的想象思维，即使是外观再复杂的产品都能通过3D打印技术进行制造，并能保证与设计的浑然一体。这就促使设计师将关注力放在产品形态创意和功能创新上，不断实现超越。并且，随着产品造型设计的多元化，设计师开始重视体现产品的美学属性，将时尚化、个性化因素融入到产品造型的艺术化表现方式中，从而潜移默化地引导着消费者对产品造型审美观的变化。

三、3D打印技术在产品造型设计中的问题和展望

就目前而言，虽然3D打印技术在产品设计中发挥着越来越重要的作用，应用也越来越广泛。但是从整体上来说，3D打印技术在产品造型设计领域中的普及力度仍然比较弱。这可能是因为3D打印技术本身受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的影响，而不能得到全面的普及和应用，因此也就无法促使对3D打印技术的进一步研究和创新。另外，现阶段，3D打印技术的应用主要集中在服装、家具及相关家居用品等形态比较小的产品造型设计中，还没有广泛应用到较大型的产品设计上。并且一些产品在空间界面上的打印要求3D打印机和相关材料都必须有较高的质量，这样才能充分满足其在制造过程中来自各方面的要求。尽管如此，我们仍然有理由相信，随着科学技术的不断发展和数字化的持续创新，未来3D打印技术必然与计算机技术、云技术、信息技术、生物技术等更加紧密地结合在一起，最大限度地实现产品设计成果的资料共享。与此同时，国家和相关部门将会更加重视设计师的设计产权知识、消费者权益责任保障、资源利用和环境保护等一系列问题，为3D技术在产品设计领域的更深层次的发展提供良好的环境氛围。因此，在未来，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域，直接影响着设计师的设计思路，不断突破传统的生产和制造方式，改变整个世界的面貌。

3D打印技术作为数字化时代的重要产物，在产品造型设计中发挥着重要的作用，其在产品设计领域的迅速普及和广泛应用直接影响着设计师的设计思路和消费者的审美观，为产品造型设计开辟出更为广阔的发展空间。然而，现阶段3D技术由于受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的制约，仍需进一步深入研究和推广。尽管如此，随着今后科学技术的不断发展和数字化的持续创新，3D打印技术必然会得到更为广泛地研究和推广，以促进产品设计更快、更好地发展。

作者:北京印刷学院单位:张雨彤