“需要个性化的包装礼盒吗？用3D 打印机打印一个吧。”，在媒体的大量报道下，3D打印离百姓的生活越来越近。另一方面，3D打印的某些功能被描绘得神乎其神。比如3D打印机甚至可以用来打出建筑、枪支、人体器官等一切你能想到的东西。 3D打印更被捧为引领全球新一轮工业革命的颠覆性技术。

 

3D打印的爆发除了归功于全球3D打印技术团队们30多年辛勤的技术耕耘外，还颇具有娱乐性。其中特别值得一提的是美国总统奥巴马在2013初发表的国情咨文。这个国情咨文多次提到3D打印技术并把该技术誉为未来推动美国经济增长的新的增长点。事实上，该咨文发表后，美国3D打印相关公司的股票大幅上涨，投资人对3D打印及相关公司的投资热情也被广泛调动起来。

 

也就是在该咨文发表前后，我国相关政府部门和投资人对3D打印行业的关注明显升温。2013年6月，科技部宣布2014年的国家“863”项目将首次支持3D打印的研发，投入科研基金高达四千万元。同时，对新经济增长点孜孜不倦追求的各级地方政府，包括武汉、青岛、珠海和成都也纷纷上马3D打印技术发展中心和3D打印工业园。

 

 

在3D打印升温的同时，质疑3D打印技术的实用性和市场潜力的声音也时有所闻。这些质疑者的依据有两个；其一是3D打印并不是一项新技术，技术的革命性更无从谈起。其二是3D打印无法进行大规模生产，因此对于制造业来说并不具有颠覆性。

 

事实上，3D打印又叫做增材制造或快速成形技术，它的确不是一项新技术。该技术起源于80年代的美国。 1983年美国一个叫Charles Hull的人发明了首个基于光固化原理的3D打印机。这种打印机使用液体的光固化树脂或其他材料，这些材料在紫外或激光光源的作用下迅速凝固并一层层叠加成想要打印的形状。在这以后，3D打印技术便迅速发展，目前已出现的主要技术路线有十几种，主要包括熔融层积、光固化，激光烧结，激光熔覆等等。

 

3D打印技术在工业领域已经应用了三十年，为什么在最近几年才突然升温，并被捧为可能在未来引领新工业革命的技术？笔者认为，这个现象的出现主要有两个原因。首先是3D打印在消费者看来是一个足够新潮的技术。3D打印最近才进入个人消费市场。除了家用3D打印机的出现，最近出现的3D打印店和网上3D打印服务为个人消费者提供打印雕像、个性化首饰等服务。尽管打印的价格还比较昂贵，这种新的3D打印服务模式使得更多追求新潮的消费者有机会熟悉并尝试该技术。

 

更重要的是，3D打印技术满足政府和投资人对新的经济和投资增长点的渴求。3D 打印确实是一种颇有市场发展潜力的技术。渴望新经济增长点的城市自然不甘人后，于是各种3D打印技术研发中心和工业园便应运而生。而对于风险投资和其他投资人而言，3D打印是一个很好的投资概念，既有足够的技术含量又足够吸引眼球。

 

 

目前，3D打印在制造业的应用主要是快速建模和制造新产品的样品。由于传统工业模具的制造不但费时而且成本高昂，3D打印技术在建模方面有独特的优势。另外，3D打印还被用于新产品样品的制造。理论上来说，只要能在电脑上设计出新产品的样子，3D打印机就可以把新产品的外形打印出来，从而摆脱了传统出样时需要先开模再生产，既费时又费钱的弊端。比如，要做100个新的塑料包装瓶子的样品，传统做法是开模、制造，需历时10-20天，成本超过万元。而3D打印能在1-2天内打印出100个瓶子的样品，总成本可能在2000元以内。此外，在最近几年，金属3D打印在直接制造航空航天和其他金属元器件上取得了长足的进步。据报道，3D打印的钛合金和其他高强度合金零件已经在飞机上使用。

 

3D打印的带来的主要变革还在于允许拥有设计能力的个人更加便捷地参与到生产过程中，为市场提供更加个性化的产品。虽然3D打印技术广泛应用于航空航天、汽车、家电、模具等工业制造领域，但其优势目前主要还是在建模和出样。直接用3D打印制造的最终产品还是很少，而且这些3D打印的最终产品主要是一些高价值的小批量应用，如飞机零件、汽车零件、手术导板等等。

 

很显然，目前3D打印还不能大规模生产产品，现阶段也不存在引领工业技术革命，颠覆传统制造业的能力。根据领先的新技术行业研究公司壹行研（Innova Research）的预测，3D打印机未来5年的市场收入的复合增长率大约在20%左右，可以算得上增长迅速。但对比智能机器人、石墨烯和一些其他新技术领域同期的增长率并不算很高。

 

 

3D打印技术还有待进一步改善，成本还需进一步下降。从3D打印发明到现在的三十年里，尽管该技术在某些方面取得了很大的进步，比如现在的3D打印机可以打印出更大的零件，3D打印的材料种类也不断增加，但打印速度却一直没有得到显著的提高。这主要是由于3D打印是基于一层层累积材料来成形，而打印一个零件也需要几小时甚至几天的时间。打印速度慢是3D打印无法满足大规模生产的一个重要原因。

 

还有一个技术上的限制是：3D打印目前只能用来打印器件的外形，而无法形成具有功能的器件。比如，3D打印可以打印汽车零件的形状，但无法打印零件内部的电路等赋予该零件某些功能的装置，因此需要后续加工来嵌入相应的电路和功能装置。壹行研（Innova Research）团队曾经访问过一个技术团队，该团队在3D打印机上安装液态金属喷头，在打印器件外形的同时用喷出的液态金属构造内部电路，从而实现一次打印功能器件的目的。不过，这种技术目前还处于前期阶段，未来的商业化价值还有待观察。

 

另一个瓶颈在于价格。工业级3D打印机的价格一直居高不下。目前一个工业级的3D打印机的价格少则十几万到五十万人民币。有些机型，比如可以打印金属零件的激光熔覆3D打印机的报价高达几百万或上千万元。另外，3D 打印机的激光头等元件的寿命有限，而更换这些主要零件的价格也十分昂贵。高价格问题同样存在于打印材料方面。比如，3D打印机使用的最便宜的ABS塑料丝材也要上百元一公斤，进口的光固化材料价格高达两千元一公斤。昂贵的材料直接限制了3D打印机在大规模生产上的应用。另一方面，家庭用3D打印机的价格虽然可以低到千元左右，但这些机器的精度等指标与工业级相差甚远，只能用来打印玩具等精度要求较低的产品。

 

 

在过去几年，随着3D打印机出货量的增长，3D打印的产业链正在发生变化。首先，全球3D打印机领先的企业，包括EOS，Stratasys, 3D System等，都开始把业务从3D打印机延伸到3D打印材料和3D打印服务领域。它们试图在3D打印领域建立类似传统打印行业的盈利模式，即卖打印机挣钱不多，卖打印耗材成为主要的盈利方式。事实证明这种商业模式的选择是有成效的，据壹行研（Innova Research）观察，许多领先的3D打印机企业卖打印材料的收入已经超过他们卖打印机的销售收入。为了这个盈利模式得以延续，有些3D打印机公司开始采取一些技术手段来阻止用户使用第三方的材料。比如，规定用户必须使用本公司指定的材料，否则不予以保修等。

 

但是，一个硬币总有另外一面，在3D打印行业里大量的第三方打印材料供应商正在崛起。目前，3D打印市场虽然还不大，但由于材料售价昂贵，有些能达到几倍甚至十几倍的毛利率。因此最近几年进入3D打印材料领域的公司数量呈爆发性增长的趋势。在中国，高质量的光固化3D打印材料，即光敏树脂，和某些金属3D打印粉末材料还比较短缺。比如，在光固化3D打印材料领域，国产材料能够达到的打印精度与进口材料相比差一个档次，虽然价格只是进口材料的一半，但用户在打印精度要求较高的产品时还是会优先选用进口材料。这些利润丰厚且有技术含量的3D打印材料领域为国内相关材料企业提供了很好的潜在市场。

 

随着3D打印技术的进一步发展，3D打印材料的种类拓展迅速。除了传统的3D打印材料如光敏树脂、ABS和PLA塑料丝材、钛合金和其他金属粉末、陶瓷粉末外，玻璃和其他一些以前不能用做3D打印的材料也被采用到3D打印领域，相关的3D打印机也已成型。3D打印材料虽然市场还小，但毛利率高，有相当的技术壁垒，为相关材料供应商提供了产品升级换代的机会。

 

综上所述，3D打印市场在最近四、五年成为政府、制造业界、投资人等关注的热点。虽然3D打印并不是一项新技术，也并不具有颠覆传统制造业的潜力，但3D打印的确是一项未来市场增长潜力较大的技术。随着3D打印机销售的增长，3D打印材料因其高毛利率受到3D打印机厂家和大量第三方3D打印材料供应商的青睐。总体而言，中国高端3D打印材料还比较短缺，替代进口的市场潜力很大。相对于3D打印机器而言，高质量的3D打印材料的增长潜力更大，盈利前景相对明确，这一领域将吸引3D打印公司、相关材料供应商和投资人的高度关注。