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China Print 2013已然落幕,展会上人山人海的景象依旧历历在目。特别是E2馆001展位的柯达展台上人潮涌动,争相观看展出的几幅3D图片。在裸眼3D越来越被大众期待的今天,这几幅图片引起关注是必然的。在技术变革日新月异的时代,人们已经不满足于真实世界投射的二维图像,而是希望能够在屏幕、照片、图像上体验到更真实的虚拟感受,也就是三维影像了。电影院里早已充斥着数不胜数、说不胜说的3D电影,但共同的缺陷就是需要一副3D眼镜,不但舒适感差,而且很不方便,同时也限制了3D在生活中的应用。3D印刷技术可以更真实地反映画面中的事物,虽然不能做成像电影《哈利·波特》中魔法报纸上一样会动的图片,但也能更好地刺激人们的视觉神经,在大脑中形成更生动的形象。
而今年更为热炒的话题是3D打印技术,几乎是一夜之间,“3D打印”突然成为了今年春、夏全球最热的流行话题,不管是电视、报纸还是网络媒体,到处都充斥着各类3D打印狂想曲。在媒体之外,裹挟着“3D打印”这个令人似懂非懂的概念,资本市场早已开始了一轮又一轮肆无忌惮的爆炒,资本助推之下,企业更是按捺不住,不惜砸下重金杀进这个行业,一个潜伏了近30年的“增量生产”技术就这样突然爆发了第二春。3D打印从概念到实物,实现了很大的跨越,现在已经运用到珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支等各个领域之中。就连3D概念股也成为了炒作的对象。
然而,3D印刷和3D打印并不是同一技术的不同说法,虽然都冠以3D之名,但二者并不一样。它们和传统印业的本质区别在于理念和技术,而理念和技术上的差别则通过材料体现出来。3D印刷的材料较传统印刷而言,主要不同之处就是采用了光栅材料。3D印刷的原理就是模拟人眼的间距,将左右像素记录在感光材料上;观看时,左眼看到左像素、右眼看到右像素。3D印刷选择优质的铜版纸和耐高温油墨进行印刷,再将凹凸柱镜状光栅片覆盖在印刷品表面,就可以直接观看全景画面的立体效果了。3D打印与传统打印的工作原理基本相同,区别仍在于材料。3D打印不用油墨或者墨粉,而是采用金属、陶瓷、塑料等实实在在的原材料,通过电脑控制把这些原材料一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印:利与弊
3D打印能给印刷界带来什么呢?首先,一些传统印刷企业可以利用3D打印技术进行产业转型升级。例如,上海印刷(集团)有限公司致力于开展洞窟壁画等文物的保护性复制工作,如今希望借助3D打印,结合扫描技术更好地完成复制工作,研发缩小版的复制品。3D打印为制造和生产产品提供了新工具,但如何把3D打印技术运用到文化产品的制作与生产上,是印刷行业需要特别注意的方面。其次,3D打印在个性化、定制化印刷领域的力量不容小觑。
桌面式3D打印机的出现,使得个性化的创意应用成为可能。同为个性定制,3D打印和数码印刷提供的服务并不相同。当前看来,数码印刷商发展3D打印是开拓新业务,然而若干年后,平面与三维个性定制的边界会不会逐渐被消解、模糊,进而出现通吃两方客户的大企业的可能呢?
3D打印技术不仅成为印刷界备受瞩目的新星,英国《经济学人》杂志更是将它称为第三次工业革命的代表技术之一。以前用两三年才能做好的复杂大型零件,现在只需两三个月就能完成,不但节省人力资源,还不会造成材料的浪费。
因此3D打印这个新兴产业对于经济增长有着巨大的推动作用。虽然很多人认为要警惕泡沫经济,但是从概念到实物,3D打印这个蓝海确实给沾边的行业带来了明显的效益。实际上,3D打印给诸多产业发展带来的前所未有的机遇是该技术如此引人注意的重要原因之一。根据美国增材制造技术路线图,未来十年增材制造技术将对航空航天、汽车、医疗和消费电子产品等核心产业的革新产生巨大推动,而其他行业,包括军事、牙科、珠宝、收藏品、建筑、家具和玩具等,也将受益于增材制造技术的发展。据悉,为了满足未来零件能在空间按需制造的要求,美国航空航天局(NASA)宣布了向国际空间站发射3D微重力打印实验设备的计划,如果成功,在零重力实验环境下的3D打印设备将是首个在空间制造零件的设备。
热潮下仍需冷思考,我们也要客观看待3D打印技术。最重要的问题是“摩尔定律”并不适用于3D打印。在大量的宣传报道中,我们可以发现目前的3D打印机可以打印鞋子、身体器官、乐器,甚至是手枪。但有一个非常现实的问题需要面对,那就是3D打印不怕物体构造复杂,就怕批量打印。不同于摩尔定律中“翻一倍”生产是以平方级指数增长的情况,3D打印无论是成本、耗时、耗材都是以次方级指数增长的。也就是说,如果你要把一个打印的物体扩大2倍的话,那么打印它的时间、耗材将增加8倍;如果要把这个物体扩大3倍,那么打印它的时间、耗材将暴增27倍。这是非常惊人而又不得不面对的问题。
鸿海董事长郭台铭日前就势头正猛的3D打印技术发表了相反看法:“3D打印只是噱头,如果真的能颠覆产业,“那我的‘郭’字倒过来写。”郭台铭表示,3D打印绝不等于第三次工业革命,原因是此项技术无法大量生产用于商业用途,不具有商业价值。比如,3D打印可以制造出电话,但只能看不能用;3D打印商品不能加入电子元件,无法成为电子产品量产。此外,3D打印产品的材质有限,无法用皮质材料,因此无法持久;而且一摔就碎,好看但不好用。
科技带来进步,同样也带来挑战。在看到3D打印技术的双面性之后,越来越多的人开始尝试重新认识3D打印。不需要模具、更简化的流程、更快的制造速度,这些3D打印的优点触动了许多人的商业神经,从而努力地去挖掘其中的商机。
3D中国图谋:引进与创新
众所周知,世界印业整体形势萎靡不振,虽有回升之势,却无发展之实。而中国印业在这个大浪潮下展现出强劲的势头,以总产值年均增速高于国内GDP增速的态势快速发展。发展的背后,却是我国印业科技含量、产业附加值都比较低的现实。针对这一状况,很多国内企业纷纷拿出举措进行技术革新,比如大族冠华通过收购日本筱原公司迅速提升技术优势等案例,充分表明我国印业借新技术腾飞的决心。
就3D印刷而言,除了开篇提到的柯达3D印刷技术之外,我国的民族企业也在不断引进、发展这一技术。广州市富晨包装制品有限公司通过引进全新德国高宝利必达105六色UV印刷机以及各类相关配套设备,大力发展3D印刷,成为集包装研发、创意设计、专业生产、营销服务为一体的综合性3D印刷企业。而成立于2005年的东莞君宝印刷公司则引进了德国海德堡公司的印刷机和后加工设备,精选印刷材质和印刷耗材,集中优势的印刷设备精心打造 3D立体印刷,以其新奇的变幻效果满足人们猎奇的需求;该公司还于2006年创立“幻彩立体印刷”团队,专业致力于开发3D立体影像、3D幻觉艺术与虚拟实境应用系统。
国家对3D打印的支持更是不遗余力。3D打印技术具有制造成本低、生产周期短等巨大优势,其大举推广有助于提升我国产品的科技含量。从中长期发展来看,3D产业具有广阔的市场发展空间,在国家的扶持下,国内的3D打印产业迎来快速发展。据悉,我国将投入4000万元经费用以研究3D打印,并将其纳入863计划。此外,2013年初3D激光快速成型技术还荣获国家技术发明奖一等奖。2013年4月25日国内首场3D打印技术产业化论坛——“3D打印体验展暨2013 3D打印技术产业化论坛”在东莞举行,来自电子信息、装备制造、玩具、家具等行业的300多家企业与3D打印设备企业、3D打印技术研究机构现场对接。与此同时,中国市场首次推出3D打印机。这次全新上架的Cube3D打印机是3DSystems最新推出的第二代3D打印机,不仅打印速度是一代的1.5倍,还具备可触控操作界面、WIFI联网以及自带的25种打印机模板等诸多优势。不仅如此,它还是第一款符合了所有IEC60950打印机安全认证的3D打印机。目前中国已经成为世界上唯一掌握激光成型钛合金大型主承力构件制造技术并付诸实际应用的国家。凭借着钛合金3D打印技术,中国在航空材料领域,第一次走到了世界先进水平的前列。
全国各地也都开始对3D打印技术的发展和应用。据了解,南京、青岛、成都等地均已开始产业转型,大力支持3D打印产业的发展。日前,快速制造国家工程中心南京示范中心在江宁紫金科创中心揭牌,主攻3D打印工艺、装备、材料、应用的产业化开发。据悉,该中心由中科院院士、快速制造国家工程中心主任卢秉恒领衔,首先着重在脊柱收入导航模板、人工骨骼等医疗应用领域的研发,下一步将成立“中国3D打印研究院”,孵化一批在3D打印领域的领军企业。青岛市市长张新起表示,青岛把3D打印作为重要的战略性新兴产业,已经研究编制了全市3D打印产业行动计划,设立3D打印产业园区,努力先行先试、创新突破;在发展重点上将集聚创新要素,围绕3D打印软件集成、材料开发、关键器件、应用示范等原则,重点选择家电电子、模具制造、生物医疗、文化创意等领域开展研发和应用,并将于明年4月份推出国内工业级的全产3D打印机。成都4月出炉的首批重大产业技术路线图,勾勒出新的产业转型方向。据了解,5719厂将联合四川大学制造学院、四川有色科技集团、成都真火科技有限公司等单位,尽快组建成都市3D打印产业技术创新联盟。在航空领域,成都已经开始用3D打印技术制造齿轮、飞机起落架以及发动机叶片等零部件;在民用领域,成都的一些医院也已将3D技术打印出的人造牙齿、骨骼用于临床。
国家和地方的鼓励给了企业进军3D打印市场的信心。今年年初,拥有聚酰亚胺产业链的深圳市惠程电气股份有限公司表示,有意凭借材料优势进军航空航天3D打印市场;而上市公司光韵达已经从德国引进一整套3D打印设备和解决方案,其高管表示,公司未来业务方向将会落脚在3D打印应用上;在桌面级3D领域,目前已经有维示泰克、茂登等公司展开自主研发,实现了3D打印机的整机生产和销售。据悉,天津微深科技公司研发的桌面3D打印机正式进入测试阶段,其主要利用聚乳酸材料不断加温,最终形成三维模型。此外,安徽现在彩色印务有限公司就针对最近新开发的3D绿色印刷项目进行招商引资;此外,福建海源机械6月17日的公告称,将出资450万元与福州昌晖等五方设立海源三维打印公司,主要从事3D打印制造技术研发、制造、销售,自动化设备、精密机械的生产、制造、安装、调试、销售;该公司的设立将加快海源机械在塑胶三维打印技术方面的研究与应用,从而进入家用3D打印机领域。无论是印机设备制造商还是印刷企业,都纷纷瞄准3D打印这块大蛋糕,期待从中分得一杯羹,借此开启印业新局面。
此外,我国3D打印领域已经成长起许多的专业人才。比如从3D立体印刷成长起来的行业技术能手熊长友。还有被称为我国3D打印第一人的昆山永年先进制造技术有限公司董事长颜永年,他在清华大学任教期间将3D打印的概念和早期技术引入国内,并于2012年创立了昆山永年先进制造技术有限公司,实现3D打印研究成果的产业化。
21世纪是知识经济时代,它是以高新技术为第一支柱,以智力资源为首要依托,以知识和技术的不断创新与持续发展为动力的新兴经济模式,知识创新为其灵魂。人类社会经济的发展是靠科学技术的不断创新推动的,而科学技术的发展是靠掌握它的人来实现的。因此,人才是科学技术发展的动力,技术是经济竞争力的核心。随着我国3D印刷和3D打印产业对技术创新重视程度的不断增加,以及相关专业人才的喷涌而出,我们可以展望未来行业发展的广阔前景,但到底能不能在中国市场腾飞,我们仍需拭目以待。
来源:《中国图书商报》2013-7-2
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