資本實驗室·今日創新觀察

聚焦前沿科技創新與傳統產業升級

張珂

如果說幾年前3D打印給很多人的印象還是華麗的概念，或者只是打印一些有趣的小物件的話，現在這一市場已經完全改觀。

最近幾年，一方面，消費者對3D打印的關注度已經下降；但另一方面，該技術在重型行業的應用廣度和深度都在快速加強。

根據全球3D打印行業風險投資數量的變化，同樣可以發現這一趨勢。據CB Insights統計，2013-2017年間，3D打印投資數量迅猛增長。但從細分領域來看，在近兩年則出現了完全相反的趨勢：

一方面，工業級3D打印投資數量一直保持增長；但與此同時，其他領域，包括消費級3D打印領域的投資數量自2016年以來開始明顯下滑。由數據可見，3D打印的投資重心正在向工業級、企業級應用轉移。

據Gartner預測，到2020年，全球3D打印市場規模將達到177億美元。可以預見，隨着技術的進一步成熟，以及行業應用的逐步拓展，3D打印將徹底改變航空、醫療、能源等多個行業的思維方式與生產方式。

近日，通用電氣（GE）在紐約舉辦的首屆“3D產業”展會上，該公司及其合作伙伴，甚至一些競爭對手都向全世界展示了3D打印是如何顛覆供應鏈，並迫使他們重新培訓工程師，去重新思考在不受常規制造工藝限制的條件下如何促進生產。

GE的首席執行官John Flannery表示：“這並不是在做同樣的事情。這是重新思考創造更高質量產品的整個過程。”

GE、波音、龐巴迪、Launcher、史賽克、阿迪達斯、通用和寶馬公司都展示瞭如何使用3D打印技術來打印飛機、汽車和太空飛船等高度專業化的零部件，以及關節替代品、假牙、自行車等產品。

從展會來看，3D打印已經在以下三個行業產生了顛覆式的變革：

1.航空/航天

航空工業是利用3D打印技術最爲充分的行業。利用3D打印的優勢，航空廠商可將這項技術應用在打造新的、可定製的零部件中。而在過去，這一切是無法想象的。

一家航空公司在其設計的直升機發動機中，通過使用GE的3D打印服務，實現了40％的零部件由3D打印製造，並且將零部件數量從400個減少到16個。另一個發動機已經從855個部件減少到12個，重量減輕了5磅，並降低了80％的成本。

爲每架飛機或航天器進行微型零部件定製化設計與製造的能力正在改變整個航空工業。

在展會現場，一家公司展示了一臺3D打印的飛機螺旋槳，並演示了新工藝如何讓他們得以隨時監測螺旋槳運行狀況。他們甚至可以通過數字方式獲知螺旋槳何時會發生較大的變化，而以前需要進行多個不同級別的安全和質量檢查。

這正是在物聯網部署中普遍應用的“預測性維護”方式。

衛星公司Launcher的創始人兼CEO Max Haut表示，3D打印使他們在某程度上能夠與大公司展開競爭，而在五年之前，這是不可能的事情。

2.醫療

展會上最讓人大開眼界的部分之一就是3D打印是如何影響醫療行業的。

目前，醫療專業人員已經可以製作3D打印部件，並與骨骼進行齧合和生長，形成比以前更堅固的關節。而一些患者已經使用3D打印部件，主要是膝關節和肩關節的替代品。

牙科行業已經開始廣泛製造那些過去不能整體制造的假牙和其他與口腔相關的特定設計，例如3D打印的髓角。

一些公司甚至在3D打印器官方面也取得了較大突破。例如3D打印醫療器械公司Materialise表示，他們已經製造出了3D打印的腎臟。有了3D打印技術，人工器官並不像我們之前想象的那麼遙遠。

像史賽克這類大型醫療科技公司已經開始推出新的設計，以取代石膏和關節置換術，並與醫院合作來擴大3D打印的使用範圍。他們甚至爲醫生設計了一種工具，可以比以前更快地縫合傷口。

3.能源

能源是GE公司的重要業務領域之一，而該公司已將3D打印集成到生產流程的許多階段。例如，在之前，石油鑽頭製造成本昂貴且經常損壞。但通過3D打印技術，現在的鑽頭較之前變得更加堅固。

對於石油、天然氣和可再生能源，GE和其他公司正在使用3D打印技術來降低材料成本並縮短生產時間。他們能夠在現場打印可更換部件，而不是像以前一樣等上幾個星期。此外，金屬3D打印也已經用於風力渦輪機和採礦設備製造上。

GE公司增材製造子公司GE Additive總裁兼首席執行官Jason Oliver強調，3D打印不是用機器人取代工人，而是重塑現代社會的製造過程。

他表示：“這不是替代，而是關於重新設計流程和重新思考生產線的問題，”“這就是製造業的數字化……”

在過去四年中，3D打印支出已經超過130億美元，但GE估計在未來10年內，這一數字將達到2800億美元。

Oliver認爲，目前許多行業領導者只是簡單地接觸3D打印，對於即將對已經延續了數百年的製造過程產生破壞的新技術保持非常謹慎的態度。他認爲，每一個行業都應該考慮如何優化生產模式，爲不久的將來做好準備。

總而言之，3D打印已經脫離最初的華麗概念，正在逐步拓展行業應用。這不僅會重塑製造過程，也將重塑傳統行業的競爭格局。

參考信息來源：techrepublic、CB Insights