3D打?。?Dprinting）也稱為“增材制造（AdditiveManufacturing）”，它是新興的一種快速成型技術(shù)。與傳統(tǒng)的減材制造工藝不同，3D打印是以數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，將材料逐層沉積或黏合以構(gòu)造成三維物體的技術(shù)?，F(xiàn)代意義上的3D打印技術(shù)于20世紀(jì)80年代中期誕生于美國(guó)。CharlesHull（3DSystems公司的創(chuàng)始人）和ScottCrump（Stratasys公司的創(chuàng)始人）是3D打印技術(shù)的先驅(qū)人物。以3DSystems和DTM公司為代表的一批美國(guó)中小科技公司在20世紀(jì)80年代末-90年代初相繼研發(fā)出立體光固成型（SLA）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）和熔絲沉積造型（FDM）等主流技術(shù)路線，經(jīng)過(guò)20多年的沉淀和不斷完善已經(jīng)日臻成熟。3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的最大區(qū)別在于產(chǎn)品成型的過(guò)程上。在傳統(tǒng)的制造業(yè)，整個(gè)制造流程一般需要經(jīng)過(guò)開模具、鑄造或鍛造、切割、部件組裝等過(guò)程成型。3D打印則免去了復(fù)雜的過(guò)程，無(wú)需模具，一次成型。因此，3D打印可以克服一些傳統(tǒng)制造上無(wú)法達(dá)成的設(shè)計(jì)，制作出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

觀點(diǎn)一：

1，生產(chǎn)模式的效率問(wèn)題

單體的一體化成型的效率，肯定是比不上“行業(yè)內(nèi)分級(jí)零件加工+組裝”的效率的，因?yàn)楹笳呤窃谡{(diào)動(dòng)整個(gè)制造業(yè)體系的產(chǎn)能，半成品加工和分級(jí)加工可以把工序效率做到幾乎最高，相當(dāng)于整個(gè)業(yè)界就形成了一個(gè)流水線。而單體的一體化成型，工作流程是完全固定的，無(wú)法形成此類產(chǎn)業(yè)效應(yīng)，且目前的3D打印機(jī)體無(wú)法承受長(zhǎng)時(shí)間，高強(qiáng)度的負(fù)荷。且單體機(jī)做生產(chǎn)，維護(hù)費(fèi)用和難度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出傳統(tǒng)工藝把產(chǎn)業(yè)鏈平攤開的做法。

2，材料問(wèn)題

首先是材料應(yīng)用導(dǎo)致的工藝問(wèn)題

因?yàn)樾枰A(yù)先制成專用的金屬粉末，打印出的金屬制品致密度低，最高能達(dá)到鑄造件致密度的98%，某些情況下低于鍛造件的力學(xué)性能，當(dāng)然在某些構(gòu)件，比如大型鈦合金構(gòu)件上（比如比較熱的航空行業(yè)），是完全能夠滿足力學(xué)性能的，但總體狀況，值得商榷；某些打印制品表面質(zhì)量差，精度2-10μm，需要打磨拋光機(jī)加工等后處理；3D打印具有復(fù)雜曲面的零部件時(shí)，支撐材料難以去除。

其次，材料的適用范圍的問(wèn)題

目前，工業(yè)領(lǐng)域能用的就適用的金屬材料只有10余種，鋁硅合金、鈦合金、鎳合金和不銹鋼比較成熟。新一點(diǎn)的東西的話，有3DXNano ESD碳納米管燈絲，3DXNano是基于CNT（碳納米管）的技術(shù)，可用于打印一些關(guān)鍵零件如在汽車，電子/電氣，工業(yè)，以及需要靜電放電（ESD）保護(hù)和清潔高水平市場(chǎng)。該材料是由100％的純ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）樹脂和多壁碳納米管的制造。應(yīng)用性如何，還不知。

而生物材料領(lǐng)域，比如，RegenHu開發(fā)的INK僅支持明膠、膠原與合成高分子混合物等幾種材料；成品狀況的話，打印出的結(jié)構(gòu)生物相容性較差，孔隙率小且孔洞分布不均勻，細(xì)胞附著生長(zhǎng)繁殖率低。也就是，只能用作模仿，還不能實(shí)現(xiàn)特定功能性。

家用領(lǐng)域也沒(méi)好哪兒去，主流的有石膏、光敏樹脂、ABS塑料等，Object公司號(hào)稱可以14種基本材料的基礎(chǔ)上混搭出107種材料 ，拭目以待吧。

3，成本問(wèn)題

當(dāng)然這個(gè)成本主要是剛才提到的如果長(zhǎng)期，高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的單體機(jī)的維護(hù)成本，導(dǎo)致規(guī)?；a(chǎn)的成本過(guò)高。

還有就是材料——零件類型的深度定制化的模式，實(shí)際上不是一個(gè)成本低，而且市場(chǎng)廣闊的生產(chǎn)模式。

觀點(diǎn)二：

1. Return on investment（ROI）

3D打印的投資大，而投資回報(bào)率低，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是首當(dāng)其沖的大問(wèn)題。核心設(shè)備貴，即3D打印機(jī)的投資大，耗材貴，即3D打印的塑料顆粒和金屬粉末成本高昂。相對(duì)于普通鋁材約30人民幣一公斤的價(jià)格，3D打印用的鋁粉價(jià)格高達(dá)135歐元（約1000人民幣）一公斤，價(jià)格上，3D打印要說(shuō)愛(ài)你不容易。

2.精度

這是一個(gè)老生常談的問(wèn)題。3D打印現(xiàn)在的精度并不適合制造大部分的高端工業(yè)品。不能獨(dú)立制造高端工業(yè)品，直接導(dǎo)致3D打印的工業(yè)附加值較低。

3.材料的種類和性能

盡管現(xiàn)在已有幾百種材料能夠被3D打印，但是高溫塑料和一部分常用金屬依舊不能被打印。尤其金屬由于熱處理的問(wèn)題，很容易出現(xiàn)打印后變性的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)EOS的代表提出的比如invar，就不能被打印，而這個(gè)材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中卻是相當(dāng)重要的材料。

4.機(jī)械設(shè)計(jì)的限制

因?yàn)?D打印給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來(lái)的無(wú)限可能，很多工業(yè)品都應(yīng)當(dāng)被重新設(shè)計(jì)優(yōu)化，但是這個(gè)就涉及到上游設(shè)計(jì)領(lǐng)域的大變革。傳統(tǒng)CAD軟件需要被顛覆，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)向topology優(yōu)化方向發(fā)展，但是這些都是還沒(méi)有成形的體系的。此外，3D打印并非想怎么做就能怎么做的，EOS的代表就指出，有一些設(shè)計(jì)就是不可能被打印出來(lái)的。比如當(dāng)選用SLS技術(shù)時(shí)，完全空心的塑料球。

此外，一位模具制造商還提問(wèn)能否實(shí)現(xiàn)金屬和塑料的混合制造，這個(gè)也依舊是一個(gè)挑戰(zhàn)。

5.打印件后處理

在現(xiàn)有的打印技術(shù)下，成品打印件的表面，塑料件只能說(shuō)尚可，卻不能說(shuō)光滑，金屬件則完全坑坑洼洼，可能還不如鑄件光滑，所以必要的打磨和清理都是難逃得。但當(dāng)打磨變成一種必要的時(shí)候，就難逃人力成本和時(shí)間成本，3D打印也就不那么智能和方便了。

6.缺少相對(duì)的人力資源

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，不能直接招募成熟的人才資源，這也是新技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)問(wèn)題。

7.效率和大型產(chǎn)品

雖然大型的3D打印機(jī)已經(jīng)問(wèn)世，但是打印大型產(chǎn)品的時(shí)間依舊是個(gè)大問(wèn)題。

8.本地產(chǎn)業(yè)鏈不完整

說(shuō)白了就是缺少服務(wù)商。

9.市場(chǎng)認(rèn)可

這是一個(gè)綜合了前面所有問(wèn)題的大問(wèn)題，因?yàn)榍懊娴母鞣N問(wèn)題，3D打印的市場(chǎng)認(rèn)可度不高，沒(méi)有市場(chǎng)的需要，就沒(méi)有銷路，沒(méi)有銷路的東西，企業(yè)也就不會(huì)投資下去。

10.質(zhì)量監(jiān)管

3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管可能不同于傳統(tǒng)產(chǎn)品，而我們對(duì)這一領(lǐng)域的了解不足，也沒(méi)有現(xiàn)成的體系和標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)施。而這個(gè)對(duì)于航空業(yè)尤其重要

EOS的代表形容3D打印好比一輛法拉利，法拉利貴（問(wèn)題1），為了跑得快，你還得有合適的油（問(wèn)題3），加了97號(hào)的油，還得有個(gè)好司機(jī)（問(wèn)題6），保養(yǎng)也要做到位（問(wèn)題8），有了這些，你還得有條高速公路（問(wèn)題4，9）否則跑在顛簸的小路上，也是跑不出來(lái)速度的。

這乍一看，3D打印的各個(gè)環(huán)節(jié)都有很大的問(wèn)題。

觀點(diǎn)三：

1. 材料：增材制造工藝的材料都是特制的，有什么材料就能做什么樣的成品。比如目前金屬制品都以鈦合金最為成熟，要做其他合金就需要科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)，比如目前較為熱門的銅合金。生物材料也就幾家，比如RegenHu的Bio Ink，而且還很不成熟。當(dāng)然在醫(yī)用方面，3D打印的材料不僅僅局限于生物材料。在醫(yī)院利用X光或超聲波掃描，然后第一時(shí)間利用3D打印機(jī)制造出患者內(nèi)部的血管、器官模型，給手術(shù)醫(yī)生在術(shù)前練刀的案例已經(jīng)多次發(fā)生在了諸多醫(yī)院。因此，3D打印更多地成為了快速制造高精度模型的一種途徑，并且該功能無(wú)法被傳統(tǒng)工藝取代。

舉一個(gè)實(shí)例吧，在2001年，一對(duì)連體嬰兒出生于Guatemala，根據(jù)X光掃描結(jié)果，兩個(gè)嬰兒的大腦是獨(dú)立的但是嬰兒的顱骨以及供血系統(tǒng)卻是一體的。因此手術(shù)中沒(méi)有腦組織會(huì)受到影響但是所有的大腦中的血管和腦部結(jié)構(gòu)需要依靠手術(shù)來(lái)將連體嬰兒分開。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，該手術(shù)的成功率極低因?yàn)橐坏┲鞯夺t(yī)生出現(xiàn)一絲操作失誤就可能導(dǎo)致嬰兒失血過(guò)多或其他等原因死亡。因此到時(shí)醫(yī)院立即做了CT掃描后，利用3D打印機(jī)將兩個(gè)女孩的顱內(nèi)結(jié)構(gòu)打印出來(lái)，其精度到達(dá)了每一個(gè)主血管都被打印了出來(lái)。隨后主刀醫(yī)生利用大量的打印模型進(jìn)行練手，最后手術(shù)進(jìn)行了22個(gè)小時(shí)；根據(jù)后來(lái)總結(jié)，倘若醫(yī)生在手術(shù)前沒(méi)有借助3D打印的模型進(jìn)行練手以及規(guī)劃手術(shù)，手術(shù)可能會(huì)長(zhǎng)達(dá)97個(gè)小時(shí)，由此可見(jiàn)3D打印在醫(yī)學(xué)中尤其是手術(shù)術(shù)前準(zhǔn)備的重要性以及無(wú)可替代性。

2. 工藝精湛度：目前全球所有增材制造的研發(fā)公司的目標(biāo)都很明確：更快！更準(zhǔn)！更大！更可靠?。ㄔ诖蠊狙壑校瑑r(jià)格不是首要考慮因素，因?yàn)樗麄冇袑＠?，并且客戶大都是只要質(zhì)量夠，會(huì)不惜成本的國(guó)企、軍工單位）同時(shí)，工藝速度不夠快，精度不夠高都是制約3D打印在很多領(lǐng)域方面的應(yīng)用。金屬打印的發(fā)展時(shí)間還很短，目前幾大金屬3D打印商比如3D systems, SLM Solutions, EOS等等近期也在金屬打印方面有了很多突破。比如Voxeljet V4000也已經(jīng)可以制造4 x 2 x 1米的部件（諸如split core and finished impeller）。28年前，人們還不能利用增材制造（3D打印技術(shù)）來(lái)制造金屬部件，如今，我們已經(jīng)可以制造出若干立方米體積的金屬部件，再給20-30年的世界，體積和精度還將會(huì)不斷改進(jìn)。

3. 成本高：目前3D打印的工業(yè)應(yīng)用依舊處于科研階段，需要巨大的人力物力投入。實(shí)際上財(cái)力還好，關(guān)鍵還是缺人。

4. 國(guó)內(nèi)輿論氛圍不良好：部分媒體報(bào)道捕風(fēng)捉影，典型的一例便是上海3D打印建筑，過(guò)分夸張以及完全不符合事實(shí)的報(bào)道令公眾對(duì)3D打印產(chǎn)生了不正確甚至負(fù)面的感覺(jué)，噱頭感就是這樣被刷出來(lái)的。

觀點(diǎn)四：

1. 意料之外的工序：3d打印前所需的準(zhǔn)備工序，打印后的處理工序

很多人可能以為3d打印就是電腦上設(shè)計(jì)一個(gè)模型，不管多復(fù)雜的內(nèi)面，結(jié)構(gòu)，摁一下按鈕，3d打印機(jī)就能打印一個(gè)成品。這個(gè)印象其實(shí)不正確。真正設(shè)計(jì)一個(gè)模型，特別是一個(gè)復(fù)雜的模型，需要大量的工程，結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，需要精細(xì)的技巧，并根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。用塑料熔融打印來(lái)舉例，如果在一個(gè)復(fù)雜部件內(nèi)部沒(méi)有設(shè)計(jì)合理的支撐，打印的結(jié)果很可能是會(huì)變形的。

后期的工序也通常避免不了。媒體將3d打印描述成打印完畢就能直接使用的神器?？墒聦?shí)上制作完成后還需要一些后續(xù)工藝：或打磨，或燒結(jié)，或組裝，或切割，這些過(guò)程通常需要大量的手工工作。

2. 3d打印速度緩慢并因此抬高了打印成本

3d打印是一層層來(lái)制作物品，如果想把物品制作的更精細(xì)，則需要每層厚度減??；如果想提高打印速度，則需要增加層厚，而這勢(shì)必影響產(chǎn)品的精度質(zhì)量。這項(xiàng)矛盾讓3d打印跟傳統(tǒng)的制造業(yè)比，沒(méi)有成本上的優(yōu)勢(shì)，尤其是考慮到時(shí)間成本之后。

3. 整個(gè)行業(yè)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)在3d打印機(jī)生產(chǎn)商是百花齊放，如戰(zhàn)國(guó)時(shí)代。 同一個(gè)3d模型給不同的打印機(jī)打印，所得到的結(jié)果多半是大不相同的。

4. 打印原料的不一致

3d打印機(jī)廠商都想讓消費(fèi)者買自己提供的打印原料，這樣他們能獲取穩(wěn)定的收入。這樣做雖然可以理解，畢竟普通打印機(jī)也走這一模式，但3d打印機(jī)生產(chǎn)商所用的原料一致性太差，從形式到內(nèi)容千差萬(wàn)別，這樣很難形成產(chǎn)業(yè)鏈?，F(xiàn)在基本上是一家打印機(jī)公司對(duì)應(yīng)一家生產(chǎn)商，非常不利于降低成本和抵抗風(fēng)險(xiǎn)。

5. 缺乏殺手锏產(chǎn)品或設(shè)計(jì)

都說(shuō)3d打印能給人們巨大的生產(chǎn)自由度，能生產(chǎn)前所未有的東西?？芍钡侥壳?，這種“殺手”級(jí)別的產(chǎn)品還很少，或者說(shuō)幾乎沒(méi)有。做些小規(guī)模的飾品，藝術(shù)品是可以的，做逆向工程也可以的，但要談到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，3d打印還不能取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。如果3d打印能生產(chǎn)別的工藝所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，而這種產(chǎn)品又能極大提高某些性能，或能極大改善生活的品質(zhì)，這樣或許能更快的促進(jìn)3d打印機(jī)的普及?？赡壳?d打印機(jī)這方面并不盡如人意。

觀點(diǎn)五：

1、3D打印有道德風(fēng)險(xiǎn) 

3D打印按照未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)該是有圖紙，有材料，通過(guò)編譯就可以直接打印3D物品。這就有了道德風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的可能性。那假如有恐怖分子使用別國(guó)的圖紙打印槍支呢？假如有圖紙泄露落入那種反人類的人類手中呢？或者說(shuō)黑社會(huì)有木有可能性掌握?qǐng)D紙，從而打印槍支呢？有這種可能性，那就有這種風(fēng)險(xiǎn)。

2、3D打印具有經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn) 

傳統(tǒng)的材料成型和3D打印是相輔相成的關(guān)系這沒(méi)有錯(cuò)?？墒侨绻笠?guī)模的3D打印機(jī)生產(chǎn)出來(lái)，并且普通人可以隨便使用，就有了經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。這包括但不限于：產(chǎn)能過(guò)剩，投能過(guò)剩，生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)剩。這些都是有可能給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)壓力的。舉個(gè)稍微簡(jiǎn)單點(diǎn)的例子，你可以打印自己設(shè)計(jì)好的有趣的用品，那你有沒(méi)有可能會(huì)去打印一些日常用品呢？這些日常用品會(huì)不會(huì)對(duì)工廠的產(chǎn)品產(chǎn)生影響呢？

3、3D打印可能會(huì)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)險(xiǎn) 

這一點(diǎn)很好理解，就是如果圖紙泄露，或者是被人使用，不擴(kuò)散的情況下，很難追究。我舉個(gè)例子，就是你設(shè)計(jì)了一套比較好看的瓷器，然后用3D打印弄出來(lái)了。你的圖紙如果泄露，很有可能別的人會(huì)打印你的設(shè)計(jì)品，自己使用。這個(gè)你很難追查?；蛘哒f(shuō)有人根據(jù)你的設(shè)計(jì)，進(jìn)行反向設(shè)計(jì)，也可以自己3D打印，這樣的話，你也很難追查到，除非別人大規(guī)模生產(chǎn)。