12月2日下午，天空下著細雨。當筆者來到廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院時，研究人員正在使用電腦軟件控制激光點。“激光點的尺寸、精準度對產(chǎn)品的打印都有影響，需要不斷實驗。”負責研究該項目的團隊成員表示，這是提升3D打印機速度的一項重點技術(shù)。

　　目前，南沙3D打印創(chuàng)新研究院已經(jīng)擁有了被稱為“最牛”，也是全世界最快的工業(yè)級3D打印機—FARSOON402。據(jù)介紹，該款設備的激光掃描速度達到了12.7m/s，配合其他系統(tǒng)模塊的升級，其打印速度相比之前提高了60%。

　　研究人員表示，不同于傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造”過程，3D打印采用的是“增材制造”。其產(chǎn)品是按照三維數(shù)據(jù)模型，由材料層層疊加“燒結(jié)”或“黏合”而成，整個生產(chǎn)過程不受任何復雜結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝限制。任何空間結(jié)構(gòu)復雜的產(chǎn)品，在3D打印機面前都是同樣的程序生產(chǎn)。

　　正是憑借這一優(yōu)勢，3D打印也成為了制造智能化的“寵兒”，是邁向“工業(yè)4.0”時代的關(guān)鍵技術(shù)。在國內(nèi)的制造業(yè)重鎮(zhèn)廣州，3D打印也受到了企業(yè)的青睞。目前，廣州的企業(yè)也正競相角逐3D打印市場，其中有企業(yè)的產(chǎn)品在部分歐洲國家的市場占有率超過了50%。

　　一、現(xiàn)狀

　　3D打印熱潮興起

　　據(jù)統(tǒng)計，全球3D打印的蛋糕越做越大，2013年行業(yè)產(chǎn)值已經(jīng)達到了30億美元，而且每年還在以30%的速度增長。在廣州從事生物3D打印的“千人計劃”專家、邁普再生醫(yī)學科技公司董事長袁玉宇也認為，僅以中國市場為例，預計未來3年內(nèi)，3D打印的市場份額將從10億元人民幣增至百億元。“這還僅僅是3D打印機產(chǎn)業(yè)本身的估值，并未包括附加的服務價值。”

　　正是其所具有的廣闊前景，3D打印在國內(nèi)各大城市受到了熱捧。作為國內(nèi)制造業(yè)的重要基地之一，廣州也興起了3D打印的熱潮—部分區(qū)域相繼布局3D打印產(chǎn)業(yè)，不少企業(yè)爭相競逐這一市場，科研單位也在該領域發(fā)力。

　　在荔灣東沙工業(yè)區(qū)內(nèi)，一個3D打印產(chǎn)業(yè)園區(qū)于近期掛牌成立，并吸引了3D打印領域的企業(yè)落戶。進駐園區(qū)的廣州網(wǎng)能產(chǎn)品設計公司，從2002年開始花了十年時間自主研發(fā)出3D打印機，近年才投入市場。該公司總經(jīng)理鄧以翔說，2013年售出近200臺自主研發(fā)的3D打印機，其中約有三分之一的客戶在廣州，主體是中小企業(yè)。處于同一競爭領域的廣州捷和電子科技有限公司，是搬進上述產(chǎn)業(yè)園區(qū)的第二家3D打印企業(yè)，同網(wǎng)能公司一樣也采用了FDM工藝，且其產(chǎn)品也為桌面準工業(yè)級3D打印機。

　　在廣州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，一家企業(yè)已經(jīng)在生物3D打印領域取得了不俗的成績。這家叫邁普再生醫(yī)學（以下簡稱“邁普醫(yī)學”）的科技公司，于今年4月殺入了國內(nèi)市場。其運用生物3D打印技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品睿膜可吸收硬腦（脊）膜補片，獲得了中國食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊證。而早在2011年，睿膜即已獲得了歐盟CE認證，成為中國唯一出口到歐洲高端市場的硬腦（脊）膜補片，已銷售過萬例，在部分國家市場占有率超過50%。邁普醫(yī)學的工作人員羅林波表示，2013年公司的銷售額在800萬元至1000萬元之間，今年銷售額有望突破1000萬元。

　　在南沙新區(qū)，廣州南沙3D打印創(chuàng)新研究院將為該產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入一股新的空氣，目前該研究院已經(jīng)引進了4名外籍專家和12位國內(nèi)相關(guān)領域的博士、碩士。該院院長許小曙，此前僅用一年時間，就帶領團隊將自主研發(fā)的3D打印機從1個型號1種材料增加至5個型號17種材料，目前該團隊正研發(fā)新一代的工業(yè)級3D打印機和材料，以滿足市場需求。除了南沙3D打印創(chuàng)新研究院，中科院先進所也是落戶南沙并啟動3D打印技術(shù)研究的科研單位。中科院先進所則將目光瞄準醫(yī)療應用領域，目前相關(guān)技術(shù)成果已經(jīng)應用于牙科和骨科等領域，并已成功實現(xiàn)科研成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。

二、趨勢

　　今年7月，南沙3D打印創(chuàng)新研究院成立3個月后，院長許小曙帶領團隊開始著手一項“趕超”計劃—在現(xiàn)有基礎上研究出速度更快的工業(yè)級3D打印機，激光掃描速度預計可達40m/s，從而超越3DSystems的設備。

　　研究院工作人員表示，目前院內(nèi)擁有的設備采用的是“SLS”技術(shù)，即激光燒結(jié)。在其設備中，激光將產(chǎn)品需要的粉末材料按每小時10毫米的厚度逐層燒結(jié)，疊加“打印”產(chǎn)品的各橫截面，最終形成成型產(chǎn)品。

　　憑借這樣的特點，3D打印技術(shù)可以讓研發(fā)設計人員不必遷就現(xiàn)有工藝，大膽設計新產(chǎn)品，突破思維的“天花板”。3D打印帶來的另一個好處則是，研發(fā)設計人員不用耗費巨資開模，從而節(jié)約了時間和成本。

　　據(jù)介紹，進氣歧管是發(fā)動機中結(jié)構(gòu)最復雜的部件之一，該部件的傳統(tǒng)開發(fā)流程大約需要經(jīng)過4個月的時間，并且開模設計一旦效果不佳，前期的投入也很可能“付之東流”。長沙理工大學方程式賽車隊利用許小曙研發(fā)的工業(yè)級3D打印機，制作出發(fā)動機進氣歧管原型部件，耗時僅需48小時。測力試驗證明，零件的力度、準確度和耐久性均未出現(xiàn)任何問題，而發(fā)動機效率增加了10%。

　　如今，3D打印已陸續(xù)走進人們熟知的生產(chǎn)、生活領域：從手板制造到玩具工藝品、汽車、航空航天、生物醫(yī)療領域，甚至日常的照相館也能見到3D打印的應用。這使其成為了支撐智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。伴隨著在制造領域的廣泛應用，3D打印正在呼喚著“工業(yè)4.0”時代的到來。

　　值得一提的是，作為“工業(yè)4.0”時代的代表性領域，3D打印之關(guān)鍵也在于整合現(xiàn)有成熟的技術(shù)。“3D打印所涉及的技術(shù)，如激光技術(shù)、材料學、軟件控制，都是目前已經(jīng)發(fā)展成熟的技術(shù)。”南沙3D打印創(chuàng)新研究院常務副院長趙陽表示，該研究院目前就是要整合各方面的人才，打造“科研院”和“工研院”的結(jié)合體，從而研發(fā)滿足市場需求的設備和材料。

　　三、問題

　　3D打印呼喚“工業(yè)4.0”時代到來

　　任何事物的發(fā)展都不是一帆風順的。當前，3D打印也面臨著一個“尷尬”：盡管市場很熱鬧，但也潛藏著廣州企業(yè)3D打印業(yè)務不能滿足市場旺盛需求與本地有效供給不足的問題。

　　以廣州為代表的珠三角地區(qū)，是國內(nèi)乃至全球的制造業(yè)重鎮(zhèn)，既是生產(chǎn)的中心，也是消費的中心。而珠三角地區(qū)在消費產(chǎn)品、家電行業(yè)、機械制造以及醫(yī)療器械等領域相對領先，這些領域也是3D打印“長袖善舞”的“地盤”。像地處廣州的華南理工大學建筑設計院和廣州藍弧文化傳播有限公司等，都曾通過美國Stratasys在廣州的分銷商購買3D打印設備和材料，分別制造建筑模型和創(chuàng)意產(chǎn)品，而廣州生產(chǎn)力中心和廣州一家模具企業(yè)也曾通過美國、日本等引進3D打印產(chǎn)品，幫助企業(yè)制造手板。

值得注意的是，這些企業(yè)所需要的3D打印設備、材料，要么是進口的，要么是通過廣州的代理商購買的外國產(chǎn)品。即使在家門口，廣州本土3D打印企業(yè)也面臨著被國外企業(yè)從市場上“擠出去”的危險。

　　據(jù)了解，3D打印機分為桌面級和工業(yè)級，前者主要是民用，后者則以工業(yè)應用為主。國內(nèi)生產(chǎn)的3D打印機主要集中在桌面級，且產(chǎn)品局限于玩具、禮品、展會及3D影像等低端市場，帶有普及功能，面向民用以及少部分中小企業(yè)。制造出一臺桌面級的FDM（熔融擠出成型，3D打印領域的一種技術(shù)）3D打印機僅需數(shù)千元。目前低端市場占大頭，但已經(jīng)趨于飽和，利潤趨薄。不過，工業(yè)級應用集中在高精度、高質(zhì)量類型產(chǎn)品，利潤和產(chǎn)值也集中這一部分，但是國內(nèi)能夠進入這一領域的企業(yè)卻寥寥無幾。 

　　中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長、廣州市3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、華南理工大學教授楊永強也指出：“目前我省3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)還缺乏宏觀規(guī)劃和引導，產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展，從事3D打印技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)的單位及企業(yè)較少，且規(guī)模小、研發(fā)力量不足，難以滿足產(chǎn)品制造的需求，與國外存在較大的差距。”

　　從事3D打印服務的大業(yè)激光企業(yè)負責人陳玹表示，3D打印領域的國際巨頭由于掌握著核心技術(shù)，其產(chǎn)值已經(jīng)達到了10億元的量級，但是國內(nèi)最大的企業(yè)年產(chǎn)值也不超過5000萬元，兩者相去甚遠。而廣州也不例外，目前十數(shù)家3D打印企業(yè)，各自的年產(chǎn)值也多停留在1000萬元這個量級。

　　業(yè)內(nèi)人士表示，如果這種格局不盡快扭轉(zhuǎn)，中國在“工業(yè)2.0”和“工業(yè)3.0”時代遭遇的國際分工的“不平等”待遇，還可能繼續(xù)在“工業(yè)4.0”時代上演。目前在3D打印領域，國內(nèi)企業(yè)花高價進口3D打印設備的同時，還要接受國外企業(yè)“捆綁銷售”的3D打印材料與售后服務，且價格不菲。這最終也影響到國內(nèi)企業(yè)對3D打印技術(shù)的應用，從而成為3D打印技術(shù)推廣與升級的“絆腳石”。

　　在接受采訪時，趙陽就談到了一個頗具代表性的例子：廣州某服務機構(gòu)耗資400多萬元從美國購買了當時廣州市場上的第一臺3D打印機。之后機器壞了，美國企業(yè)過來維修一次報價40萬元。由于接受不了昂貴的售后服務，這臺機器后來便閑置不再使用。這可謂一個“警告”。

　　因此，如何破除當前3D打印在工業(yè)級應用方面的瓶頸，從而掌握核心技術(shù)，是廣州乃至中國邁向“工業(yè)4.0”時代所必須面對的問題。

　　四、應對

　　制定3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖

　　站在工業(yè)升級換代的角度，廣州要從現(xiàn)階段跨入“工業(yè)4.0”時代，必須有清晰的戰(zhàn)略意識。

　　對此，楊永強建議，制定3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，明確未來十年乃至更長時期3D打印產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略需求、關(guān)鍵領域和優(yōu)先主題、實現(xiàn)時間以及發(fā)展途徑，合理配置創(chuàng)新資源，為系統(tǒng)設計并科學規(guī)劃3D打印產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供決策依據(jù)。

“廣州首先要將3D打印確定為戰(zhàn)略方向。”趙陽表示，在這一戰(zhàn)略中，掌握產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)是關(guān)鍵，而引進掌握核心技術(shù)的人才則是實現(xiàn)“彎道超車”的路徑之一。

　　不過，國內(nèi)的“留人”能力仍不夠強。

　　據(jù)悉，海外科技人才，尤其是外籍華裔人才來華進行科技研發(fā)的路子不多，其中一個方法是高校、科研院所合作，“但現(xiàn)在的體制往往是專家奉獻全部，但研究成果卻是研究機構(gòu)占大頭。”而企業(yè)一般缺乏這種開展戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)研究的實力。不愿意與科研院所合作的外籍專家，不得不自行設置研發(fā)機構(gòu)。但是，趙陽告訴記者，“可惜國內(nèi)各省市還沒有一個政策對境外人才、機構(gòu)在國內(nèi)設立科研機構(gòu)進行扶持。”

　　目前，這種境外人才設立的科研機構(gòu)僅能以民辦非企業(yè)性質(zhì)存在。為了讓更多的經(jīng)費用于科研，3D打印創(chuàng)新研究院一開始申報的名字前綴為“廣東”。趙陽解釋，“當時最主要的考慮是，若申報成功，進口科研器材達到一定數(shù)額就可以免稅。”可惜結(jié)果并不如意，由于缺乏現(xiàn)行法律的支持，最終還是冠名“廣州南沙”，而進口科研器材將面臨征稅的問題。

　　值得注意的是，國內(nèi)其他地區(qū)對于科研單位已經(jīng)給出了融資租賃補貼、人才引進獎勵等政策。不過，趙陽表示，他們除了獲得南沙區(qū)給予免租的優(yōu)惠外，研究院目前還未獲得其他補貼，也無法享受“國民待遇”，“海外人才到廣州來辦居住證、就業(yè)證的過程和普通外國人一樣，沒有什么綠色通道”。

　　從事生物3D打印的邁普醫(yī)學也同樣面臨缺乏“綠色通道”的現(xiàn)象。據(jù)介紹，利用生物3D打印技術(shù)開發(fā)的新產(chǎn)品、開創(chuàng)的新產(chǎn)業(yè)，往往是現(xiàn)有的行業(yè)體制、監(jiān)管機制、審批制度所未面臨過的，監(jiān)管部門缺乏可參考的經(jīng)驗，因而對這些新技術(shù)、新產(chǎn)品提出了更多的審批要求，“一項產(chǎn)品的審批要經(jīng)過五六年甚至更長時間”，影響了產(chǎn)品上市時機，讓創(chuàng)業(yè)者頗為“頭疼”。

　　對此，袁玉宇建議，政府可嘗試對相關(guān)經(jīng)過認定的高科技企業(yè)，高科技產(chǎn)品給予在市場準入、價格制定、政府采購等方面的綠色通道，從而支持一批創(chuàng)新型企業(yè)的發(fā)展壯大。

　　值得注意的是，楊永強開出的另一劑藥方則是：打造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟及產(chǎn)學研基地，重點支持一批重點實驗室、工程技術(shù)研究中心、國際合作研究中心、大企業(yè)應用中心、教育培訓中心、區(qū)域服務中心等機構(gòu)。此外，還要結(jié)合廣東省特色產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在醫(yī)療、汽車、模具、動漫文化領域加強示范應用。“在這個過程中，政府應對3D打印技術(shù)的前沿探索、應用轉(zhuǎn)化、重大裝備及應用、區(qū)域產(chǎn)業(yè)應用等分層次資助。”

　　五、行業(yè)觀察

　　“私人定制”時代—大制造會消失嗎？

　　作為邁向“工業(yè)4.0”時代的核心技術(shù)之一，3D打印以其迥異于傳統(tǒng)“減材制造”的模式，通過“增材制造”的方式實現(xiàn)了對復雜產(chǎn)品的快速生產(chǎn)，從而解放了研發(fā)設計人員的思想。有人也因此歡呼：未來的產(chǎn)品將可實現(xiàn)“私人定制”，傳統(tǒng)工業(yè)時代的大規(guī)模制造將會被顛覆乃至被取代。

　　那么，大制造真的會消失嗎？

　　“目前有些領域還處在“工業(yè)2.0”前期，“工業(yè)3.0”遠未完成。”對此，業(yè)內(nèi)人士指出，盡管我國已經(jīng)開始進軍3D打印市場，但現(xiàn)在說3D打印取代大規(guī)模制造還為時尚早。

　　據(jù)了解，3D打印在帶著中國步入“工業(yè)4.0”時代的同時，“工業(yè)2.0”與“工業(yè)3.0”仍然會在相當長一段時間內(nèi)存在。

　　事實上，廣州也不例外。這座地處華南的國家中心城市，同樣也將處在“工業(yè)2.0”、“工業(yè)3.0”以及“工業(yè)4.0”并存的階段。

　　但是，在人工成本、原材料成本上漲的背景下，智能化制造需求將越來越大。因此，站在長遠發(fā)展的角度來看，3D打印這種代表未來發(fā)展方向的產(chǎn)業(yè)，應當引起我們的重視。

　　而作為全國乃至全球的工業(yè)重鎮(zhèn)，廣州也具有較完善的市場基礎、較強的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化能力、豐富的人力資源以及滿足醫(yī)療器械制造的良好生態(tài)環(huán)境，具備發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)的基礎，另一方面，廣州乃至珠三角地區(qū)企業(yè)對于3D打印，還有著旺盛需求。

　　值得注意的是，目前廣州市部分區(qū)域也出臺了扶持政策，如《荔灣區(qū)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金補貼辦法》。根據(jù)該項政策，入駐3D打印產(chǎn)業(yè)園的3D打印企業(yè)，每年最高可獲100萬元獎勵，同時還有企業(yè)落戶和場地租金補貼。

　　不過，廣州市層面尚未有這方面的政策，其他區(qū)的3D打印企業(yè)與研究單位仍然得不到相應的扶持。因此，在筆者看來，廣州必須為3D打印創(chuàng)造更好的成長空間，一方面要為該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展引進和培育一批優(yōu)秀人才，特別是要引進掌握核心技術(shù)的人才，并為人才的科研、生活等創(chuàng)造良好的環(huán)境；另一方面為研發(fā)機構(gòu)和創(chuàng)業(yè)企業(yè)提供扶持，比如在融資租賃方面，成都對科研單位的補貼最高可達100萬元，也值得學習與借鑒。