3D打印挑战高成本难题

寂静天花板

3D打印作为新兴技术，首次亮相便赢得满堂彩，一时间成为个性的代名词。然而，随着成本的居高不下以及市场的热度逐渐消散，这个往日的“宠儿”似乎销声匿迹了。 但在“中国制造2025”的推动下，3D打印再次迎来拨云见日之机。在政策的推动下，头顶光环的3D打印能否借势破解高成本难题，成为行业发展的助推器。

今年以来，从国务院正式发布《中国制造2025》规划，到成立国家制造强国建设领导小组，中国制造转型升级由部署进入实操阶段，勾勒出中国由“制造大国”迈向“制造强国”的宏伟主线。

这意味着，国家的表态给中国产业结构调整和制造业升级带来机遇，而被热炒的3D打印技术自然在列。

相关数据显示，3D打印的市场规模巨大，2012年，3D打印规模销售额达22.04亿美元，较2011年增长297%。预计到2017年市场规模将达50亿美元，2021年则达108亿美元。中国3D打印市场潜力巨大，未来几年有望成为世界最大的3D打印市场。

正因如此，早在今年2月份，工业和信息化部、发展改革委、财政部就已研究制定了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016 年）》（后简称《推进计划》）。

《推进计划》希望通过突破增材制造专用材料、加快提升增材制造工艺技术水平、加速发展增材制造装备及核心器件、建立和完善产业标准体系、大力推进应用示范这五大手段，从材料、设备、技术工艺、下游应用、产业体系等多个角度优化3D打印行业的未来发展。

参与组织起草《推进计划》的工信部赛迪研究院装备工业研究所专家左世全博士认为，3D打印技术作为驱动性制造手段，可以推动原型制造和模具开发等众多应用，满足从精密仪器到消费品领域的多方需求。《中国制造2025》对3D打印的重要部署以及省、市级创新中心的不断设立都为3D打印行业的蓬勃发展带来了新机遇。

政策的利好，刺激了行业的热度，一时间，大大小小的研讨会和展览数不胜数。然而，拨开炒作的迷雾，我们不难发现，3D打印技术在国内快速推广相对较晚，还存在诸多的“硬伤”需要消化。

相对于传统加工行业，3D打印技术有着它得天独厚的优势，那就是快速成型，省去了模具开发等繁琐的工艺，只要有图，很快就可以拿到成品。

但是这对3D打印来讲是一柄双刃剑，快速成型的概念仅仅局限于单品，而批量生产则很难做到，这也是横亘在产业化发展面前的一座大山。

对此，天津九钰机械有限公司负责人周成宪毫不避讳，它认为3D打印的批量效率是目前产业化最大的障碍。如果是批量生产的话，一台3D打印机的效率仅仅是数控机床的十分之一，这完全达不到生产的规格。 “可以说，目前国内3D打印技术仅仅能够实现小批量、高性能、难加工的产品需求，而实现量产，我们还有很长的路要走，至少要将现在的生产效率提高10-15倍，才能完全替代数控机床，然而，这在短时间内是很难实现的。”

相对于传统加工行业，3D打印技术有着它得天独厚的优势，那就是快速成型，省去了模具开发等繁琐的工艺，只要有图，很快就可以拿到成品。 但是这对3D打印来讲是一柄双刃剑，快速成型的概念仅仅局限于单品，而批量生产则很难做到，这也是横亘在产业化发展面前的一座大山。

对此，天津九钰机械有限公司负责人周成宪毫不避讳，它认为3D打印的批量效率是目前产业化最大的障碍。如果是批量生产的话，一台3D打印机的效率仅仅是数控机床的十分之一，这完全达不到生产的规格。 “可以说，目前国内3D打印技术仅仅能够实现小批量、高性能、难加工的产品需求，而实现量产，我们还有很长的路要走，至少要将现在的生产效率提高10-15倍，才能完全替代数控机床，然而，这在短时间内是很难实现的。”

得不到机器的“心脏”技术，企业的运营成本就会居高不下。以一个中小型企业来计算，一台3D打印设备的价格在300万元-500万元之间，一个企业如果要实现规模生产，至少要购置4台这样的设备，这样一来，先期仅仅对机器的投入就需要1500万元。 不仅如此，国外生产的机器一般会要求配套使用该公司提供的打印材料，而这一部分的成本比国内材料高出很多，这样的负担对于初创企业来讲无疑是致命的。

显然，目前想让 3D 打印技术承担装备制造业转型升级的重任，似乎还为时尚早，但是从长远来看，该领域的发展将日趋完善，最终将给工业生产和经济组织模式带来质的改变。 “作为新兴产业，我们势必有很长的路要走，但在未来的3-5年，中国的3D打印行业肯定将迎来一个井喷期，尤其是在汽车和医疗行业。而像航天和军工这样的领域，其孕育期要达10年之久，我相信借助中国制造2025的发展契机，利用技术研发等优势，一定能够找到破解高成本难题的解决方案。”周成宪说。

近几年来，虽然全球3D打印产业飞速发展，呈现出一片欣欣向荣的景象。但作为3D打印核心的材料部分表现却差强人意，制约了3D打印应用的进一步发展。 在我国3D打印行业中，耗材似乎也陷入了一个怪圈，市场的看好却总是伴随高成本的现实，一时间，叫好容易叫座难的现象也让众多投资者望而却步。

目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，材料选择的局限性较大，成型品的物理特性也不理想，并且安全方面也存在一定的隐患，材料的价格便宜的几百元一公斤，最贵的要四万元左右。 耗材的高成本是制约3D打印发展的重要因素。以3D人像打印为例，这种产品的耗材成本分为三种，其中粉墨占70%耗材成本，胶水占20%耗材成本，还有彩色墨水占耗材成本10%。

耗材成本过高主要是两个原因造成的，一方面是国外企业对耗材工艺的垄断和专利，另一方面则是国内目前的需求量还比较小，没有形成规模。”大连理工大学教授姚山说。“因此，目前行业需要针对不同领域的特殊要求，突破一批3D打印的专业新材料。” 3D打印产业的发展，离不开产业链条的支持，或许这耗材之殇的逐步解决，将成为打破市场平衡的重要砝码。