據(jù)英國市場研究公司JuniperResearch預測，到2018年全球家用3D打印機的銷售量將超過100萬臺。這個數(shù)字很讓人吃驚，因為業(yè)內(nèi)預計今年全球家用3D打印機的銷量也就能達到4.4萬臺。

　　3D打印通常是采用數(shù)字技術材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

　　目前，我國3D打印行業(yè)整體上發(fā)展形勢良好，設備、材料、軟件等核心領域都能夠不同程度實現(xiàn)自給，并在文化創(chuàng)意、工業(yè)、生物醫(yī)學等領域得到應用?，F(xiàn)在人們可以看到利用3D打印技術制造的吉他、電子琴、臺燈等。3D打印是一個發(fā)展快速且市場潛力巨大的新興行業(yè)。據(jù)世界3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長、中國3D打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟執(zhí)行理事長羅軍稱，到2016年，國內(nèi)3D打印市場規(guī)模有望達到100億元。

　　3D打印作為一種新的先進制造技術，具有智能快速制造商品的功能，隨便相關技術的發(fā)展成熟將對未來制造業(yè)形成巨大的沖擊，OFweek工控網(wǎng)特些推出了《3D打印與自動化制造專題》，目前3D打印已經(jīng)開始滲透到各行各業(yè)中，并有望成為新一代創(chuàng)業(yè)神器，下面我們一起去看下3D打印未來的神功大法?

　　模具行業(yè)的終結者

　　模具是工業(yè)之母，目前超過90%的工業(yè)品由模具制造而來，但這種趨勢正在被3D打印所改寫。3D打印技術無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的產(chǎn)品，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)低生產(chǎn)成本。

　　3D打印的優(yōu)勢在于，相對于傳統(tǒng)制造業(yè)，它無需先制造出模具，而是設計出電子模型圖后即可直接“打印”，制造周期大大縮短。業(yè)界尤其看好3D打印在小批量、高附加值制造領域的應用前景。

　　3D打印技術在模具設計等方面的應用愈來愈廣泛，而有關技術目前在汽車、航空、航天、工業(yè)和醫(yī)療領域的運用尤其顯著。據(jù)專業(yè)機構的數(shù)據(jù)顯示，預計至2021年，3D打印及應用行業(yè)產(chǎn)值將達667億元人民幣，推動模具行業(yè)進一步增長。

　　在模具業(yè)中，3D打印、三維掃描及快速成型制造領域增長勢頭強勁。它涵蓋3D打印技術、尖端產(chǎn)品開發(fā)軟件及模具設計技術，其中汽車、航天、工業(yè)和醫(yī)療保健業(yè)對此工序的需求增幅尤甚?？焖俪尚椭圃鞓I(yè)每年需采購15，000套工業(yè)系統(tǒng)以應對持續(xù)增長的強大需求。

　　3D打印機打印而出的模具在某種程度上能夠完全替代手板，現(xiàn)在很多的廠商已經(jīng)開始用3D打印而成的模具進行工程驗證。而快速的打印能力讓產(chǎn)品設計與制造間銜接的周期縮短。打印成本的優(yōu)勢則讓更多的創(chuàng)意設計能夠在成型之后再給客戶體驗，以促成訂單，免去了開模的風險。羅百輝指出，對于用戶而言，3D打印機降低了廠商的制造成本，也許我們購買的產(chǎn)品價格也就更低。最重要的是成本的降低讓廠商有了更多的資源去設計更好更具創(chuàng)意的產(chǎn)品，用戶也就有了更多的產(chǎn)品可以選擇。

　　中研普華五金行業(yè)研究報告分析師表示，3D打印對于中國企業(yè)在金屬模具的制作技術上有很大的幫助和提升，這也將促進中國企業(yè)在國際市場上的競爭力越來越強并追趕世界先進水平。

　　3D打印有望重塑醫(yī)療行業(yè)

　　目前美國Organovo公司已經(jīng)用3D打印技術培養(yǎng)出人體肝臟組織，計劃在今年年底正式商用。隨著技術的日益成熟，3D打印將掀起醫(yī)學界的產(chǎn)業(yè)革命。當前3D生物打印領域的先驅是美國Organovo公司。該公司商業(yè)運作執(zhí)行副總裁MikeRenard表示，他們用3D打印技術培養(yǎng)的人體肝臟組織，已經(jīng)被用于毒理預測學和疾病建模，第一個正式商用發(fā)布計劃在今年年底進行。

　　康奈爾大學機械工程與計算機科學技術教授胡迪·利普森提出了一個“3D打印生命階梯”概念，即把身體各部位排列成一個階梯。階梯底層是無生命的假肢;中層是簡單的活性組織如骨骼與軟骨;再往上是靜脈和皮膚;最靠近階梯頂層的是復雜且關鍵的器官，如心臟、肝臟和大腦;生命階梯的頂層將是完整的生命單位——也許有一天將會是具備完整功能的人造生命形式。

　　其實，從上世紀80年代后期，中國工程院院士、該院骨科主任戴尅戎教授的醫(yī)學團隊就開始在骨科應用3D打印技術即快速原型技術，已利用3D打印技術為九院和其他醫(yī)院的數(shù)百例四肢和骨盆嚴重病變的病人制作了不同部位和形狀的個體化骨關節(jié)修復假體，并取得成功。戴尅戎表示，3D打印技術在醫(yī)療領域的發(fā)展空間巨大。即因人制宜、就地制作、不限數(shù)量、節(jié)約成本，正好能滿足個體化、精準化醫(yī)療的需求。

　　數(shù)據(jù)顯示，全世界每天共有18個人因為找不到合適的器官移植而導致死亡。但這種局面有望得到改變，今后我們或許將可以通過3D打印得到合適的器官。3D打印頂尖咨詢機構Wohlers去年發(fā)布的一項報告預測，2019年3D打印市場規(guī)模將達到60億美元。在醫(yī)療方面的應用市場份額占15.1%，位居第三位。2025年醫(yī)療市場達到19億美元，折合人民幣超百億元。

　　低成本3D打印建筑引爆樓市

　　2006年3D打印技術問世，2013年西安交大揚州科技園出現(xiàn)3D打印五亭橋，并準備作為城市貴賓禮物。市科技局負責人說，3D打印五亭橋用現(xiàn)代最前沿的科學技術，復制并還原再現(xiàn)古代文化的經(jīng)典建筑，是現(xiàn)代科技與古代文化的完美結合。科技園產(chǎn)學研辦公室主任方翔介紹，“用3D技術打印，是想表現(xiàn)揚州的科技水平?！蓖瑫r2014年3D打印技術進入樓市。

　　與傳統(tǒng)的建筑方式相比，首先可以節(jié)約60%的建材，節(jié)省80%的人工，而且工期會縮短70%;其次，打印房屋不產(chǎn)生建筑垃圾，同時杜絕了偷工減料的可能;此外，整個過程還能消化建筑垃圾。據(jù)測算，它每平方米的造價要比傳統(tǒng)房屋便宜30%。

　　日前一家名為“Winsun”的中國公司推出一個全新項目，利用目前最流行的3D打印技術建造房屋。根據(jù)目前3D打印技術的水平推算，24小時內(nèi)幾乎可以打印建造出出10幢房屋。但需要注意的是，打印出來的房屋無論從面積還是結構上都極其簡單，并不是傳統(tǒng)意義上的私家豪宅。

　　不過Winsun公司的初衷也并不是為了打造民用住宅，而是打算將該項技術應用到抗震救災的臨時性房屋工程中去。當臺風、洪水以及地震等自然災害來襲時，為民眾及時提供臨時居住之所。

　　據(jù)悉，3D打印房屋的原材料主要為回收再利用材料，每幢房屋的售價不足5000美元(約合人民幣31000元)。這樣低廉的成本以及快速的建造速度，對發(fā)展中國家的誘惑力極大。

　　Winsun公司在利用3D打印技術建造房屋時，需要分別打印出不同的房屋模塊，例如水泥/玻璃以及鋼筋等不同的模塊。并且搭建時要充分考慮到房屋建成后各個模塊之間熱脹冷縮的特性，確保房屋的堅固程度。

　　Winsun公司一旦接收到房屋建造訂單，首先會在工廠集中打印出不同的模塊，然后搬運到現(xiàn)場，隨后根據(jù)當?shù)氐牡匦蔚貏菪枰M行現(xiàn)場搭建。試想一下，24小時內(nèi)就能平地而起10幢房屋，如果該技術能夠引入市場，將會給抗震救災以及災后重建工作帶來極大的便利。

　　2014年萬科作為3D打印房屋吃螃蟹者，并出現(xiàn)在上海市青浦鎮(zhèn)，這也意味著3D打印技術進入樓市?！皵?shù)碼相機誕生時，誰會想到膠片相機會有今天?”馬義和喜歡將3D打印房屋的技術與數(shù)碼攝影相提并論，因為他覺得，前者的顛覆意義絲毫不遜于后者?，F(xiàn)在3D打印作為新興技術出現(xiàn)，雖然沒有普及，但是可以堅信它的未來，進入房地產(chǎn)行業(yè)，也或將產(chǎn)生建筑革命。

　　3D打印實現(xiàn)萬能造車

　　據(jù)英國《每日郵報》2011年9月23日報道，世界上第一輛“打印汽車”在加拿大亮相，這輛3D“打印汽車”名叫Urbee，是一輛三輪、雙座混合動力車。它使用電池和汽油作為動力。雖然單缸發(fā)動機制動功率只有8馬力，但由于其小巧輕便，最高時速可達112公里。

　　3D打印汽車，是指應用3D立體打印技術生產(chǎn)的汽車，耐用又環(huán)保時尚。2013年2月，世界首款3D打印汽車Urbee2面世，它是一款混合動力汽車，絕大多數(shù)零部件來自3D打印。當3D打印正在改變制造業(yè)的流程時，現(xiàn)在又要改變汽車的生產(chǎn)方式了。世界上第一款3D打印汽車面世，這次不是玩具，而是真正能開上馬路的汽車。

　　在最近的北京車展上，科尼賽克One：1超級跑車正式發(fā)布，售價高達人民幣1億元，目前已被搶訂一空。它的重量為1340公斤，而發(fā)動機產(chǎn)生的動力也可達1340馬力，超過了布加迪威龍SuperSport的1184馬力，超越曾經(jīng)的吉尼斯紀錄。這部科尼賽克One：1正是采用了3D打印技術來加快汽車設計開發(fā)，節(jié)省設計成本。

　　設計師使用3D激光掃描技術掃描汽車座椅的原型模具，然后他們創(chuàng)建出座椅的外皮，并使用電腦將座椅的外皮與形狀完美地結合。而且他們還通過3D打印ABS和鈦合金直接生產(chǎn)汽車的某些零部件。

　　科尼賽克公司采用了3D打印與傳統(tǒng)結合的設計方式：他們首先用3D打印生成了最初的原型，再用傳統(tǒng)方法手工修改它，然后通過3D掃描把修改后的模型生成最終結果。在汽車設計和制造上使用3D打印技術，科尼賽克公司有可能已經(jīng)走在了諸多汽車廠商的前頭。

　　事實上，很多傳統(tǒng)汽車企業(yè)已經(jīng)有所涉足3D打印技術。憑借打印Urbee而名噪一時的美國最大的3D打印公司之一Stratasys，它的汽車客戶就多來自于傳統(tǒng)企業(yè)，像寶馬、現(xiàn)代汽車。與Urbee要革命“制造業(yè)”不同，寶馬和現(xiàn)代汽車是利用3D打印來改善制造環(huán)節(jié)，例如縮短生產(chǎn)時間、加速開發(fā)新型方向盤和儀表面板、定制概念車。

　　由此看來，3D打印目前對汽車行業(yè)最大的顛覆不在于一輛“3D打印汽車”，而是在于它將汽車生產(chǎn)過程變得“更快更準”——不僅縮短了從設計到產(chǎn)品交付的時間，也減少了產(chǎn)品缺陷的可能性。

　　重寫玩具制造業(yè)的神話

　　3D打印出現(xiàn)后一直在迅速發(fā)展，打印個玩具、機械零件之類的已經(jīng)不是什么難事了。近日，荷蘭DusArchitects公司的建筑設計師更是計劃使用3D打印組件出一套未來住宅，并且初見成效。

　　據(jù)報道稱，這個實驗性項目從今年年初開始部署。設計師們通過一臺名為KamerMaker的超大型專業(yè)建筑3D打印機來進行制作，歷時三個星期后得到了第一塊高約3米的房屋邊角組建，目前已經(jīng)完成了一小部分，并且阿姆斯特丹展示。而按照設計，完成所有房屋組件的打印大概需要3年時間。

　　最近，玩具巨頭樂高(LEGO)獲得一項新的3D打印專利技術。目前，包括孩之寶(NASDAQ：HAS)、樂高在內(nèi)的玩具廠商已經(jīng)開始嘗試使用3D打印技術滿足客戶玩具定制化需求。分析認為，F(xiàn)DM技術設備、材料價格均下降，在玩具產(chǎn)品等打印方面可用性增強。

　　一位業(yè)內(nèi)人士分析認為，在樂高積木上進一步進行3D打印預計會使用FDM等相關使用塑料材質的打印技術，而目前FDM打印機產(chǎn)品的價格及ABS材料價格都出現(xiàn)了較大的回落，打印成本大幅降低，且在打印速度和精度上也有所提升。

　　在英國，麥當勞開心樂園餐的玩具日后可能實現(xiàn)用3D打印機打印完成。麥當勞英國IT總監(jiān)馬克·法布斯表示，利用3D打印技術就可以在餐廳現(xiàn)場迅速生產(chǎn)出玩具。這樣一來，孩子們就可以選擇他們喜歡的開心樂園餐玩具，而且麥當勞也不用對這些玩具進行日常補貨進貨。

　　套餐玩具的3D打印現(xiàn)在還處于設想階段，而且麥當勞還沒有對其進行測試。麥當勞必須確保這些使用塑料作為打印原料的打印機能夠適合在餐廳環(huán)境中使用。

　　革新電子器件制造業(yè)

　　近幾年，美國陸軍一直在使用3D打印技術。2014年，五角大樓將更多地涉足3D打印行業(yè)。其最新的進展就是采用3D電子打印技術，允許將天線打印至頭盔或將傳感器打印至衣服中，以及在單個打印作業(yè)中打印無人機機翼。

　　皮卡汀尼兵工廠材料工程和打印電子器件、能源、材料和傳感器的聯(lián)合主席詹姆斯·蘇尼諾表示，“未來不必加工出多個傳感器和天線，然后安裝到設備中。我可以利用打印機將這些電子器件直接打印到設備上，他們就已經(jīng)嵌入到設備中了。與傳統(tǒng)工藝相比，打印的電子器件不用采用化學方法腐蝕掉所有材料，僅根據(jù)需要將其打印出來即可。這種方式更加環(huán)保，并更具成本效益，并且更能節(jié)省時間?！?/FONT>