當3D打印遇上工業4.0

　　羅軍

　　世界3D打印技術產業聯盟首席執行官

　　3D打印技術是目前公認最能創造奇跡和神話的技術之一。試想一下，如果將3D打印技術與機器人技術結合起來將會產生什么結果？3D打印技術與互聯網技術結合起來，將會發生什么改變？將3D打印技術與物聯網、大數據、云計算技術結合起來將會產生什么新的奇跡？

　　在3D打印的智能化時代，這些問題的答案將會一一揭曉。

　　什么是“工業4.0”

　　2013年4月，德國發布的《工業4.0戰略實施建議書》，第一次提到了“工業4.0”，并迅速風靡全球。

　　“工業4.0”常被看作是“第四次工業革命”，但是，我認為德國提出的“工業4.0”本質上還是第三次工業革命的延續和深化，還是依托互聯網技術、信息技術、物聯網技術平臺，將更多生產要素、資源要素整合到一個個智能化的平臺終端，實現數字化、智能化、信息化的結合。

　　這也意味著，未來新興技術將不再是單一技術的體現。未來，3D打印、物聯網、互聯網、云計算、大數據、移動互聯網等技術將逐步融合在一個個創新平臺之上，形成如云工廠或夢工廠這樣的組織形式。新技術將使制造變得更加智能，只需要通過選項和配置，就可以在云工廠中實現下單生產。可以說，云工廠是制造業后期的發展方向。

　　對于我國制造業來說，發展工業4.0的路徑應是加緊建立更多新興技術的研發總部、孵化總部和運營總部、創新總部。

　　提升我國3D打印、機器人及智能裝備產業的競爭力首先應從應用市場入手，搭建更多的開放式應用服務平臺。通過開放式服務平臺，可以有效打開應用市場，讓更多的用戶有機會主動去接觸3D打印、機器人等先進制造技術，從而成為堅實的客戶群體。同時應鼓勵和扶持我國3D打印、機器人及智能裝備企業不斷加快自主創新，增強核心競爭力。

　　3D打印的智能時代

　　第一代3D打印機誕生于20世紀80年代中后期，主要是以能夠打印模型為主。第二代3D打印機是在最近幾年由快速成型發展到能夠打印高精度的功能性產品。

　　但是，直到今天，3D打印機依然還是孤零零的一臺機械設備的存在，我們還在設法解決速度問題、穩定性問題、材料問題。

　　這些問題非常重要，然而，未來的3D打印機絕對不是今天這個樣子，應是一個個服務平臺。就好比我們今天的智能廚房、智能家居、智能汽車、智能辦公、智能手機、智能電視……

　　3D打印技術不僅僅是一項前沿性的基礎性技術，它在未來的發展絕不能單靠自身的積累和完善，未來的3D打印技術一定是其他相關技術的集成發展。

　　有人說，3D打印其實就是機器人的一種。這個觀點，我完全贊同。3D打印技術與機器人技術本身有許多結合點。

　　機器人很早地加入了大數據和云計算的要素，自動化程度顯著提高。智能機器人將會賦予人的功能，具有搜集信息、整理信息、分析信息、處理信息的能力。如果將機器人的這些優勢與3D打印技術結合起來，3D打印技術將變得更加智能化，自動化程度也將顯著提高。它將會按照設計好的圖紙自行加工、配送原材料、自我校正、后處理、檢測、包裝……

　　再比如，3D打印技術與新一代數控技術融合，3D打印的后處理數字化流程將得到優化，一方面利用3D打印技術加工一些金屬零部件，同時，利用數控技術進行后處理，將兩種技術融合，集成在一個平臺。

　　除此之外，3D打印與創客的結合也是一大趨勢。創客以用戶創新為核心理念，是創新2.0模式在設計制造領域的典型表現。很顯然，3D打印與創客結合，是推廣3D打印的最佳模式。國內外不少創客組織都在使用3D打印機，幫助他們開發新產品和創意新產品，將他們的奇思妙想變為現實。

　　當我們規劃智能3D打印時代時，就是要讓3D打印機的功能更為完善、性能更好、使用更為方便。那么，未來，我們如何使3D打印機變得能像手機這樣普及？

　　手機終端后面是龐大的互聯網技術團隊和信息技術團隊。因此，我們首先要解決的是3D打印機的信息化改造，才能適應未來移動互聯網和移動信息網絡的全面普及。目前，我們過度重視硬件，忽視軟件建設。要設法讓每一臺打印機都有一個相對強大的后臺支撐，有許多愛好者可以很方便地將他們開發的軟件上傳，能夠聯網到一個個平臺，自動進入各個云端。要給3D打印機安裝一個CPU，這個CPU可以隨時升級，遠程控制，可以自動修復、自動切換、自動與上下游相關配套模塊結合。這基本上就構成了3D打印智能時代的主要特征。

　　3D打印的發展趨勢

　　工業領域在未來仍將是3D打印最主要的市場。工業3D打印將變得平臺化、智能化、系統化；對傳統制造業將全面滲透和覆蓋，但僅僅是生產流程和生產工藝中某個環節的應用；隨著技術的進步，穩定性、精密度將不再困難，材料可以全面突破；成本降低以后，將率先在鑄造、模具等行業全面滲透，并在其他領域得到廣泛推進；打印速度將顯著提高，一個激光頭還是兩個激光頭將不再是困擾速度的主要因素；打印機的價格將在三年后下降至少三四成。

　　而在建筑3D打印機領域，目前的框架結構建筑實質就是運用了3D打印技術的原理，在標準化、批量化建筑領域，3D打印的市場幾乎不會存在，對于一些特殊環境下的建筑需求，將有逐步試行的可能。而個性化建筑使用面將會最廣，但由于成本因素并不一定具有較大優勢。總體而言，對未來的市場須保持謹慎樂觀。

　　相較之下，3D打印在生物醫學領域的市場潛力巨大。應用面將大大提高，不再僅僅停留在打印牙齒、骨骼修復等方面，打印部分人體器官將成為常態。當然，復雜的細胞組織和器官的打印還有賴于諸多技術難題的突破。整個應用推廣的進程，也取決于各個國家的政策支持程度。

　　針對普通用戶，桌面級3D打印機的普及只是時間問題，最終取決于3D打印機自身的工藝改造和技術完善。可以想見，未來的桌面3D打印機將變得更為小巧、便于攜帶，外表上看起來更時尚，幾年后它將會像電腦一樣方便攜帶。觸屏功能、攝像功能、上網功能、自動修復功能一應俱全。打印的精度非常高、打印的材料非常便宜，成本大約在1000元人民幣左右。屆時，3D打印機進入家庭、進入學校將變為常態。