当3D打印遇上工业4.0

　　罗军

　　世界3D打印技术产业联盟首席执行官

　　3D打印技术是目前公认最能创造奇迹和神话的技术之一。试想一下，如果将3D打印技术与机器人技术结合起来将会产生什么结果？3D打印技术与互联网技术结合起来，将会发生什么改变？将3D打印技术与物联网、大数据、云计算技术结合起来将会产生什么新的奇迹？

　　在3D打印的智能化时代，这些问题的答案将会一一揭晓。

　　什么是“工业4.0”

　　2013年4月，德国发布的《工业4.0战略实施建议书》，第一次提到了“工业4.0”，并迅速风靡全球。

　　“工业4.0”常被看作是“第四次工业革命”，但是，我认为德国提出的“工业4.0”本质上还是第三次工业革命的延续和深化，还是依托互联网技术、信息技术、物联网技术平台，将更多生产要素、资源要素整合到一个个智能化的平台终端，实现数字化、智能化、信息化的结合。

　　这也意味着，未来新兴技术将不再是单一技术的体现。未来，3D打印、物联网、互联网、云计算、大数据、移动互联网等技术将逐步融合在一个个创新平台之上，形成如云工厂或梦工厂这样的组织形式。新技术将使制造变得更加智能，只需要通过选项和配置，就可以在云工厂中实现下单生产。可以说，云工厂是制造业后期的发展方向。

　　对于我国制造业来说，发展工业4.0的路径应是加紧建立更多新兴技术的研发总部、孵化总部和运营总部、创新总部。

　　提升我国3D打印、机器人及智能装备产业的竞争力首先应从应用市场入手，搭建更多的开放式应用服务平台。通过开放式服务平台，可以有效打开应用市场，让更多的用户有机会主动去接触3D打印、机器人等先进制造技术，从而成为坚实的客户群体。同时应鼓励和扶持我国3D打印、机器人及智能装备企业不断加快自主创新，增强核心竞争力。

　　3D打印的智能时代

　　第一代3D打印机诞生于20世纪80年代中后期，主要是以能够打印模型为主。第二代3D打印机是在最近几年由快速成型发展到能够打印高精度的功能性产品。

　　但是，直到今天，3D打印机依然还是孤零零的一台机械设备的存在，我们还在设法解决速度问题、稳定性问题、材料问题。

　　这些问题非常重要，然而，未来的3D打印机绝对不是今天这个样子，应是一个个服务平台。就好比我们今天的智能厨房、智能家居、智能汽车、智能办公、智能手机、智能电视……

　　3D打印技术不仅仅是一项前沿性的基础性技术，它在未来的发展绝不能单靠自身的积累和完善，未来的3D打印技术一定是其他相关技术的集成发展。

　　有人说，3D打印其实就是机器人的一种。这个观点，我完全赞同。3D打印技术与机器人技术本身有许多结合点。

　　机器人很早地加入了大数据和云计算的要素，自动化程度显著提高。智能机器人将会赋予人的功能，具有搜集信息、整理信息、分析信息、处理信息的能力。如果将机器人的这些优势与3D打印技术结合起来，3D打印技术将变得更加智能化，自动化程度也将显著提高。它将会按照设计好的图纸自行加工、配送原材料、自我校正、后处理、检测、包装……

　　再比如，3D打印技术与新一代数控技术融合，3D打印的后处理数字化流程将得到优化，一方面利用3D打印技术加工一些金属零部件，同时，利用数控技术进行后处理，将两种技术融合，集成在一个平台。

　　除此之外，3D打印与创客的结合也是一大趋势。创客以用户创新为核心理念，是创新2.0模式在设计制造领域的典型表现。很显然，3D打印与创客结合，是推广3D打印的最佳模式。国内外不少创客组织都在使用3D打印机，帮助他们开发新产品和创意新产品，将他们的奇思妙想变为现实。

　　当我们规划智能3D打印时代时，就是要让3D打印机的功能更为完善、性能更好、使用更为方便。那么，未来，我们如何使3D打印机变得能像手机这样普及？

　　手机终端后面是庞大的互联网技术团队和信息技术团队。因此，我们首先要解决的是3D打印机的信息化改造，才能适应未来移动互联网和移动信息网络的全面普及。目前，我们过度重视硬件，忽视软件建设。要设法让每一台打印机都有一个相对强大的后台支撑，有许多爱好者可以很方便地将他们开发的软件上传，能够联网到一个个平台，自动进入各个云端。要给3D打印机安装一个CPU，这个CPU可以随时升级，远程控制，可以自动修复、自动切换、自动与上下游相关配套模块结合。这基本上就构成了3D打印智能时代的主要特征。

　　3D打印的发展趋势

　　工业领域在未来仍将是3D打印最主要的市场。工业3D打印将变得平台化、智能化、系统化；对传统制造业将全面渗透和覆盖，但仅仅是生产流程和生产工艺中某个环节的应用；随着技术的进步，稳定性、精密度将不再困难，材料可以全面突破；成本降低以后，将率先在铸造、模具等行业全面渗透，并在其他领域得到广泛推进；打印速度将显著提高，一个激光头还是两个激光头将不再是困扰速度的主要因素；打印机的价格将在三年后下降至少三四成。

　　而在建筑3D打印机领域，目前的框架结构建筑实质就是运用了3D打印技术的原理，在标准化、批量化建筑领域，3D打印的市场几乎不会存在，对于一些特殊环境下的建筑需求，将有逐步试行的可能。而个性化建筑使用面将会最广，但由于成本因素并不一定具有较大优势。总体而言，对未来的市场须保持谨慎乐观。

　　相较之下，3D打印在生物医学领域的市场潜力巨大。应用面将大大提高，不再仅仅停留在打印牙齿、骨骼修复等方面，打印部分人体器官将成为常态。当然，复杂的细胞组织和器官的打印还有赖于诸多技术难题的突破。整个应用推广的进程，也取决于各个国家的政策支持程度。

　　针对普通用户，桌面级3D打印机的普及只是时间问题，最终取决于3D打印机自身的工艺改造和技术完善。可以想见，未来的桌面3D打印机将变得更为小巧、便于携带，外表上看起来更时尚，几年后它将会像电脑一样方便携带。触屏功能、摄像功能、上网功能、自动修复功能一应俱全。打印的精度非常高、打印的材料非常便宜，成本大约在1000元人民币左右。届时，3D打印机进入家庭、进入学校将变为常态。