一款3D打印的电动汽车在上海宝山区的中国3D打印文化博物馆首次亮相。[王钢为中国日报拍摄]
中国在3D打印的应用和商业化方面取得了进展，为高质量的制造、最终用户的参与铺平了道路。
从飞机部件、汽车零部件到乐器，3D打印技术正在推动材料制造的极限。
这一新技术虽然相对年轻，但已成为几十年来最具破坏性的技术之一。
据咨询公司Statista称，到2022年，全球3D打印业的产值预计将达到230亿美元。
3D打印，也称为加性制造，是利用数字轮廓制作三维实体的过程。减法制造的相反之处在于，它的特点是用铣床将一片材料掏空。
“‘增材’意味着在物体被创造之前先放置一系列的材料层，每一层都可以被视为最终项目的切片、水平横截面，”总部位于美国的增材制造解决方案供应商Stratasys的南亚总裁迈克尔·阿加姆(Michael Agam)说。
Stratasys公司提供用于制造从航空航天、汽车、医疗到消费品等工业的原型、制造工具和生产部件的技术。
阿加姆说：“3D打印使你能够使用比传统的制造方法更少的材料来制造复杂的(功能性)形状。”
不断下降的产品成本、方便的商品定制以及政府的激励措施，正帮助中国成为亚洲增材制造业的领先者。
根据中国工业信息研究所(ChinaIndustryInformationInstitute)的预测，到2020年，中国3D打印业的产值预计将达到76.8亿美元，占全球市场的三分之一。
咨询公司IDC估计，中国今年将向该行业投入19亿美元。这使得它成为仅次于美国和西欧的第三大市场。
中国政府一直致力于一系列推动3D打印机发展的政策。过去，工业和信息技术部工业监管机构发布了“国家3D打印业发展规划”(2015-2016年)，该规划为该行业的创新和商业化确立了目标。
另外，铁道部在2017年12月底提出了第二项行动计划，以进一步推动经济增长。在其最新举措中，该公司将该行业纳入了国家战略性新兴产业名单，为相关公司带来了巨大的机遇。
但随着时间的推移，这项技术本身也经历了挑战。在早期阶段，大多数3D打印机被用于快速原型-意思是模仿早期的产品模拟。商业化并非迫在眉睫。
咨询公司IDC的研究主管蒂姆·格林(Tim Greene)表示：“尽管3D打印机几乎每天都在应用于包括汽车、航空航天和医疗在内的关键行业，但我们仍然认为，我们仍在挖掘3D打印的潜力，使之成为推动数字转型的一种手段。”
然而，行业专家已经注意到了一种逐渐的范式转变。根据Agam的说法，这个行业正处于从原型和设计到真实制造和最终用户参与的转变的尖端。今年可能预示着这样的变化。
几个月前，通用电气(GE)在其美国航空工厂的3D打印设备上，庆祝了3万个额外制造的燃油喷嘴尖端。
学生们在山东青岛同济实验学校用3D打印设备打印自己的设计。[梁晓鹏为中国日报摄]
在增材制造方法下，单个燃料喷嘴尖端的零件数量从以前焊接的20件左右减少到一整件。喷嘴的重量减少了大约25%。
“今天，有数百架大型飞机在世界各地的城市之间飞行，运载机器部件，”前通用航空工程主管穆罕默德·埃特沙米(Mohammad Ehteshami)指出。他现在经营的是通用电气加工厂(GE Adamtive)，这是一家专注于3D打印等最新制造技术的新公司。“明天，你就不需要这么做了。你只需要打印你需要的东西。”
在西门子，额外制造的涡轮叶片可以通过复杂的内部通道冷却，从而提高其功能效率。这种技术现在允许新的几何图形，这是以前不可能的。
根据这家德国企业集团发布的一份报告，增材制造能够快速成型，使以前的开发时间达到75%，而且通过减少65%的资源消耗，减少30%的气体排放，以及通常通过制造寿命更长的部件，可以更可持续。
专家认为，中国正在迅速缩小该技术在应用和商业化方面的差距。
“中国市场总是竞争激烈，因为这里的人们想要快速做事，他们全心全意地投入其中，”Ultimaker亚太区副总裁本杰明·陈(Benjamin Tan)表示。
成立于2011年，Ultimaker已经建立了开放和易于使用的3D打印机，软件和材料，使专业的设计师和工程师进行创新。
根据Tan的说法，在中国交付某种产品的准备时间可能需要大约三天，而不是其他市场通常需要的三周或三个月。这种市场竞争使得3D打印在该国的应用激增。
他说：“3D打印可以像设计手机盖一样简单，也可以像设计火箭一样复杂。但我们在这里扮演的角色是缩短生产时间，允许用聚合物、金属甚至陶瓷材料创造任何可以想象的结构。”
同样，Stratasys在二月份上海tct展上推出了体素级3D打印解决方案。它允许用户在体积像素级控制他们的设计，并获得更多的材料。
例如，该公司已与中国一家汽车制造商合作，允许客户使用3D打印解决方案定制车身图案。阿加姆称这是一场“真正的革命”。
他说：“到目前为止，3D打印在很大程度上仍然是B2B业务。这是第一次客户能够前来，并对产品的外观产生实际影响。”
加快生产和缩短供应链并不是唯一改变游戏规则的因素。他说，需要设计出能够满足最终用户需求的定制设计，这是3D打印的核心所在。
一些最先进的3D打印应用程序将由中国公司驱动，因为政府对推动3D打印行业的高水平激励。
阿加姆表示：“客户和终端用户正以比以往更快的速度期待新产品的出现，促使企业以传统制造业无法实现的速度推出新产品。”
材料在这一过程中起着至关重要的作用。虽然塑料仍然是3D打印中使用最广泛的材料，但金属作为“墨水”的使用将在2019年及以后变得更加流行，越来越多的材料公司加入到这场竞争中来。
惠普(HP Inc.)首席执行官迪翁·韦斯勒(Dion Weisler)在一份新闻稿中援引惠普首席执行官的话说：“影响是巨大的-仅汽车、工业和医疗行业每年就生产数十亿个金属部件。该公司相信，金属平台解锁的速度，质量和经济，使客户能够设计，制造和交付新的解决方案。
但根据自主制造行业集团AMFG的数据，近几个月对金属3D打印的关注，意味着聚合物领域的扩张-它仍主宰着整个3D打印材料市场-往往被忽视。
报告提到，过去几年，从DSM、SABIC到巴斯夫(BASF)和索尔维(Solvay)等领先化工公司，纷纷涉足3D打印领域，显示出人们对该行业作为一种工业解决方案的兴趣日益浓厚。
为了适应这一趋势，Ultimaker成立了一个联盟，将物资供应商聚集在一起。他们最近在上海增加了三家材料制造商，进一步扩大了各种行业对材料和应用的选择。
该公司首席执行官乔斯·伯格(Jos Burger)表示：“通过在终极市场上制作打印资料，电子行业的工程师和设计师可以立即从桌面3D打印的使用中获益。”
eSun是一家专门从事生物降解聚合物产业化的公司，是该联盟的新成员。该联盟的首席执行官杨一虎说，通过采用可再生资源，eSun可以加快生态友好型3D打印产品的速度。
今年进军中国市场的另一家材料制造商Essentium的首席执行官布莱克·泰佩尔(Blake Teipel)表示：“中国市场的先进程度和侵略性要高得多。因此，我们的目标不仅是为工业用户服务，也要为制造商服务。”（本文译自中国日报网全球版，文：贺伟）
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