目前，3D打印技術還處于發展過渡階段，尚未做到真正的大批量生產。但把3D打印技術發展成為工業化生產的一種主要手段，是行業的一個目標。有效地與終端制造業達成需求匹配將成為實現該目標的關鍵環節。突破了這一環，3D打印技術才有望迎來大規模生產時代。

　　3D打印技術是一種增材制造技術，由ASTM定義為“基于三維模型，通過材料的逐漸累積，通常是逐層堆積，來制造物件的技術”。

　　可以通過與傳統制造業的減材制造對比來理解增材制造：減材制造先由一塊大料(如木頭、金屬等)，然后通過切削或其他手段，最終留下所要的形狀。與之相反，增材制造技術則先從液體或粉末等原材料出發，利用不同的能量源，將原材料逐層打印成三維實體。3D打印也是一種數字化成型技術，在三維軟件完成設計建模之后，直接轉化為實體，過程中不需要任何模具。

　　最早成立的三家3D打印公司也是目前全球的三家3D打印技術的供應商。1984年美國人查爾斯·胡爾發明了SLA，即光固化成型技術。胡爾在1986年成立了3DSystems公司。1988年美國人斯科特克倫普發明了FDM，即熔融沉積成型技術。他在1989年成立了Stratasys公司。1989年美國德克薩斯大學奧斯汀分校的CarlDechard發明了SLS，即選擇性激光燒結技術。同年，德國EOS公司成立。

　　早期的3D打印局限于塑料打印。一個關鍵的技術轉折點是在上世紀90年代中期，針對金屬燒結或金屬熔化技術的增材制造的出現。EOS在1995年推出了全球套商業化的金屬3D打印設備，能夠直接制造出金屬件，使得3D打印技術的應用范圍瞬間拓展。雖然當時可用的金屬材料很少，但從那時起，3D打印技術開始慢慢拓展到不同行業。

　　對前沿技術比較感興趣的行業，比如航空航天，最早開始嘗試這項技術。比如波音認為這項技術可以打破一些傳統加工的限制，實現更復雜的設計。由于飛機的零部件材料需要耐高溫，波音當時投資了一筆資金研發適用材料。

　　這些年來，隨著材料的多樣化，打印速度、打印尺寸，精度等方面的提升，都在持續推動產業發展?，F在看來，3D打印技術還在過渡中，沒有做到真正的大批量生產。但把3D打印技術發展成為工業化生產的一種主要手段，是行業的一個目標。

　　值得注意的是，由于3D打印技術還比較新，對于不同級別的3D打印技術的區分還沒有一個統一標準。一些市場調研有一些初步區分，比如按設備價值金額。有一份報告將設備分為三類，消費級、專業級和工業級，超過5萬美金是工業級。但這樣的區分仍然粗略，售價超過5萬美金的設備中，產品跨度也很大。比如EOS的設備售價就超過5萬美金10倍以上，金屬機平均是500萬元人民幣，塑料機也有不同尺寸，售價在300萬-800萬元人民幣之間。

　　航空航天、醫療、工業應用

　　3D打印技術的應用領域目前集中在七大方面。除了最早期的快速原型打印應用之外，隨著技術不斷發展，該技術已經進入了航空航天、醫療、工業、消費品、汽車以及模具，而且是用于打印最終部件或產品。另外科研領域也會用到這項技術做新材料或前沿應用的開發。

　　航空航天是應用比較快的一個行業，關鍵是由于其產業的特性，和目前3D打印技術所處的階段有很多契合的方面：航空航天產品對復雜度有先天的需求，產品沒有汽車或手機那樣的大規模生產，產品單價相對高，所以行業對成本相對不是很敏感。

　　在中國的3D打印客戶中，航空航天業占25%的比重，集中在四大集團公司：中航工業、中國航天科技集團、中國航天科工集團和發動機集團公司。從全球來講，航空航天也占據至少1/4的市場。

　　另一個重要的應用領域就是醫療，主要在骨科和齒科兩個領域，也有一些醫療設備的案例。醫療領域有很多3D打印應用不需要工業級3D打印就可以實現，比如一些協助醫生在手術前做直觀的術前模擬的模型。

　　工業級則面向附加值更高的醫療產品，例如骨科植入體，以及一些重要的醫療設備。我們最近看到的一個例子，醫療上常用的CT斷層掃描設備，里面有一個零部件叫作格柵，這種網格狀的零部件是比較關鍵的部件，作用是阻隔放射線，不讓它大面積泄露，在使用中不輻射人體。格柵用傳統的方式很難加工，每一片分別制作，然后再拼接起來。

　　格柵的結構對3D打印技術來講輕而易舉，但是它對材料有要求，必須是一種鎢合金。鎢的熔點是3000度以上，能量吸收率較低，屬于典型的難熔金屬。鎢合金粉末燒結工藝讓這個應用變得可行。目前飛利浦已經完成開發，并申請了專利。

　　3D打印在工業的應用領域也很廣。我們其中的一個關注領域是在工業自動化。一家工廠想要實現自動化升級，依靠機械手臂并不足夠，過程中需要有很多配套的夾具、治具，去實現整個自動化的流水線。例如，很多行業都會用到的注塑成型這種傳統加工方式中，注塑機完成注塑以后，傳統模式是人工抓取，然后進行下一道工序。導入自動化之后，在注塑完成之后開模，機械手臂能完成自動夾取以及后續的動作。3D打印可以快速制作這些配套的夾治具，大幅提升自動化生產線的靈活性。

　　隨著工業生產模式不斷地朝向少量多樣化趨勢發展，充分的利用3D打印的特點可以讓整個生產線快速靈活地響應變化。自動化是智能制造和工業4.0很關鍵的手段之一，工廠要實現智能制造，自動化水平是很關鍵的基礎。

　　在把工業級3D打印技術推向用于大規模生產制造的過程中，如何有效地和終端制造業達成需求匹配將成為重要挑戰。

　　企業關于引入增材制造的挑戰通常是，特別是在開始階段，它們仍然由傳統制造工藝驅動。零部件一般以傳統的思維設計，而這樣的設計往往無法發揮3D打印的優勢。因此，3D打印的價值無法被充分地體現。在這一點上，重要的是讓企業放棄舊的設計思維。

　　傳統的商業模式是賣設備，后面賣服務、賣材料，這是種比較傳統的模式。我們應該跳脫純設備商的角色，更好地扮演咨詢顧問的角色，協助目標用戶完成從步的了解，進一步的探索，到應用的開發，然后實現用于批量生產，這樣一個過程。

　　過去這幾年，我們看到越來越多的制造業都開始關注3D打印，關注怎么樣能夠更好地利用新的加工技術，來降低成本，提升產品附加值，或者縮短產品開發周期，得到更大的利潤空間，不斷提升自己在行業中的競爭力。

　　在一個3D打印的行業展會TCT亞洲展上，我們觀察到一個明顯的現象，過去幾年中國的參展商越來越多，特別是工業級設備供應商，去年有五六家，今年有十余家。這是一個合理的現象，也說明大家對未來市場發展前景的看好。

　　WohlersAssociates2016年版的WohlersReport基于51家工業系統制造商、98家服務提供商、15家第三方材料廠商、各種3D打印機廠商以及來自全球33個國家的80多個打印專家所提供的信息，表示3D打印行業連續第二年增長達10億美元，總市值已經接近51.65億美元。相比2015年，2016年銷售工業級增材制造系統(價值超過5萬美元)的廠商要多出13家，該數量也是2011年的兩倍有余。

　　3D打印，或者增材制造技術，實際上給制造業的全生命周期都將帶來改變。除了設計和生產環節，一些公司近幾年將這個技術應用到交付，也就是供應鏈環節。一個案例是奔馳的卡車，卡車由德國生產并出口到全世界，零配件怎么供應？傳統方式是在德國統一生產，通過全球售后渠道，還要在當地貯存一定的零配件庫存，才能就近服務當地的客戶，這是集中式生產和管理。通過3D打印技術，世界上任何地方只要有3D打印的設備，就可以把零配件的生產和庫存分散到全世界各地，節約運輸成本，對客戶的服務更及時，可以降低庫存需求，因為庫存對企業運營來講是成本。當然的潛在應用是在生產過程中，因為這個階段的使用量，可創造出的潛在價值也。

　　2015年國務院副總理馬凱在德國漢諾威工業展參觀期間，曾經到EOS總部參觀并與創始人交流。當時的背景正是德國在2013年提出“工業4.0”概念，中國在2015年推出“中國制造2025”概念。3D打印技術所具備的自由成型、快速制造、訂制化及小批量生產等特點，對制造業帶來的沖擊曾被英國《經濟學人》認為將“與其他數字化生產模式一起推動、實現第三次工業革命”。這項技術接下來的挑戰就是做好實現大規模生產的準備。