中國研發(fā)曲折

　　顏永年的遺憾是，1988年錯過(guò)了芝加哥的一次工業(yè)展覽會(huì )，沒(méi)能親睹胡爾推出的世界第一臺的商用3D打印設備SLA250。同事帶回來(lái)一張SLA250宣傳頁(yè)，已令他唏噓不已。

　　與材料成型打了半輩子交道的顏永年，發(fā)現固有的知識被徹底顛覆，當時(shí)在美國做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者的他，迫切想一睹這臺機器的真容，無(wú)奈展覽已經(jīng)結束。

　　回國后，顏永年對3D打印念念不忘，相信這是未來(lái)制造業(yè)的重要趨勢。他安排學(xué)生開(kāi)始做分層軟件的研究——進(jìn)行3D打印時(shí)，必須先用分層軟件將物件的數字三維模型進(jìn)行均等切分，然后分層輸出，分層打印。與此同時(shí)，顏永年發(fā)出很多封電子郵件，終于在1991年將美國德雷克賽爾大學(xué)教授杰克·卡布雷(Jack keverian)邀請到清華大學(xué)講學(xué)，隨后又到西安交通大學(xué)和上海交通大學(xué)[微博]等多所高校傳播“快速制造”的理念和技術(shù)。

　　中國3D打印研究的序幕由此拉開(kāi)，像許多科研領(lǐng)域一樣，大學(xué)和科研院所比企業(yè)對技術(shù)創(chuàng )新的潮流更為敏感，因而最先啟動(dòng)：清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)與北京隆源自動(dòng)成型系統有限公司，以技術(shù)引進(jìn)為主，迅速形成了國內“三校一企”的3D打印研究陣營(yíng)。

　　這一格局也映射出了中國科技創(chuàng )新的普遍現象：原發(fā)性的創(chuàng )新缺失，仍處于以跟蹤模仿和消化吸收引進(jìn)技術(shù)為主的階段。

　　上世紀90年代初，一臺3D打印設備價(jià)格100多萬(wàn)元，在清華任教的顏永年拿不出這筆錢(qián)。

　　在國內，啟動(dòng)像3D打印這樣從零開(kāi)始的技術(shù)研究難度很大，研究者必須給出充分的預期成果和應用前景論證，更重要的是，要具備一定的前期研究基礎，否則，科技主管部門(mén)一般不會(huì )為之立項并給予相應經(jīng)費。

　　由于項目面臨諸多的不確定性，當時(shí)顏永年也沒(méi)有說(shuō)服學(xué)校領(lǐng)導，將3D打印作為一個(gè)重點(diǎn)項目來(lái)支持。而國內企業(yè)大部分還在忙于追趕傳統制造業(yè)工藝和技術(shù)，亦難以顧及如此前沿的領(lǐng)域。

　　在這種情況下，課題組只好自己組建實(shí)驗室。1992年，顏永年發(fā)動(dòng)課題組，截流了原本可作獎金發(fā)放的經(jīng)費，耗盡以前“科研收益的積蓄”，興建了一座簡(jiǎn)易的3D打印實(shí)驗室。

　　幸運的是，一家代理3D Systems產(chǎn)品的香港公司正期望獲得核心控制軟件的經(jīng)驗，雙方各取所需，成立了中國第一家快速成型設備公司——北京殷華激光快速成型與模具技術(shù)有限公司(下稱(chēng)北京殷華)。清華提供智力支持，香港公司提供一臺SLA250設備。與胡爾的機器失之交臂三年后，顏永年見(jiàn)到了真東西。

　　在取得初步研究成果后，課題組終于陸續獲得了國家自然科學(xué)基金、國家“863”計劃、國家攻關(guān)計劃項目的經(jīng)費支持。

　　然而，彼時(shí)這一產(chǎn)業(yè)在國外正經(jīng)歷低潮期，全球總產(chǎn)值在10億美元水平徘徊多年。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，部委機構的熱情漸冷，投入3D打印領(lǐng)域的研究經(jīng)費大減，中國3D打印基礎研究放緩。2003年左右，顏永年也將研究重點(diǎn)轉向了國家當時(shí)大力推動(dòng)的重型壓機領(lǐng)域，僅留下小部分研究力量繼續開(kāi)發(fā)3D打印技術(shù)。

　　經(jīng)費的減少，亦讓華中科技大學(xué)和西安交通大學(xué)的3D打印科研團隊感到了寒意，好在其分別成立了校辦企業(yè)，經(jīng)營(yíng)收入反哺科研，研究得以延續。

　　九年之后，3D打印悄然成為2012年全球最熱門(mén)的科技名詞。

　　怠誤市場(chǎng)轉機

　　3D打印市場(chǎng)徘徊多年的主要原因在于：在工業(yè)級應用上，這項技術(shù)仍欠缺強度和精度，而且，工業(yè)級設備和原材料比較昂貴，因此，在產(chǎn)業(yè)化初期，這項技術(shù)更為適合新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和小批量零件的生產(chǎn)。

　　摸索到這一方向的國外企業(yè)，開(kāi)始將定位從高端、工業(yè)級客戶(hù)群體，擴寬到那些追趕潮流的消費者。正是對精度要求不高，但追求快捷、低成本的客戶(hù)群，促進(jìn)了其商業(yè)化的蓬勃發(fā)展。

　　近五年，全球有多家小型創(chuàng )業(yè)公司利用開(kāi)源的計算機軟件，制造出可放在個(gè)人電腦桌上的3D打印機，并將價(jià)格降低至2000美元以下。利用這些開(kāi)源技術(shù)，技術(shù)發(fā)燒友也能DIY出個(gè)性化的3D打印機。

　　胡爾和他的公司3D Systems在2012年5月就研發(fā)出一款新型打印機“立方體”(Cube)，打開(kāi)了日常消費市場(chǎng)。顧客無(wú)須學(xué)習復雜的3D設計軟件，便可直接打印如棋子、首飾、廚具等物品。這些日常用品本來(lái)多是在中國等發(fā)展中國家加工生產(chǎn)。

　　然而，這一市場(chǎng)的風(fēng)向轉機，并沒(méi)有被中國的3D打印企業(yè)準確把握。多數院校體系的企業(yè)仍專(zhuān)注于工業(yè)設計領(lǐng)域。而“三校一企”中的企業(yè)——北京隆源自動(dòng)成型系統有限公司則致力于為軍工和少量發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域提供服務(wù)。

　　具有清華大學(xué)背景的北京太爾時(shí)代科技有限公司(下稱(chēng)太爾時(shí)代)是調整了產(chǎn)品技術(shù)方向的極少數企業(yè)，“通過(guò)與市場(chǎng)接觸，發(fā)現小型設備在當前更具有市場(chǎng)推力”。其副總經(jīng)理顏旭濤介紹，2011年，太爾時(shí)代售出小型機3000多臺，2012年增長(cháng)更快。

　　而在江浙一帶勇于嘗試新鮮事物的企業(yè)，大多數屬于并不具備研發(fā)實(shí)力的中小企業(yè)。它們能做的，不過(guò)是購置幾臺工業(yè)級3D打印機，像提供復印服務(wù)的便利店一樣，為客戶(hù)提供打樣等服務(wù)。也有一些有野心的企業(yè)會(huì )從國外進(jìn)口核心部件，做幾款樣機，或者模仿進(jìn)口的3D樣機做逆向研發(fā)。

　　小型3D打印機已激增為一塊“看得見(jiàn)的”市場(chǎng)，同時(shí)，也帶動(dòng)工業(yè)級3D打印機市場(chǎng)逐漸有了起色�？焖僦圃祛I(lǐng)域國際權威報告《沃勒斯報告2012》顯示，截至2011年，全球累計銷(xiāo)售4.9萬(wàn)臺工業(yè)級3D打印機，其中近四分之三由美國制造，以色列和歐洲各國的份額分別為9.3%和10.2%，中國生產(chǎn)的設備僅占3.6%，與日本相當。而全球領(lǐng)先的六家3D打印設備制造公司，2008年銷(xiāo)售收入達6.96億美元，占行業(yè)總收入近60%。