3D打印產業化路在何方？精密鑄造可能是個突破口

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導讀：OFweek3D打印網訊據了解，在這不到一年的時間里，不少企業已經悄然轉型，甚至伏倒在了前行的路上。與其說這是一場“物競天擇”模式的重演，我們倒更傾向于把它比作泡沫破裂之后漫長黑夜的降臨。夜里不僅漂浮著“適者生存”大清洗式的血腥，也暗藏了扛旗者的堅守和對“路在何方”的理性沉思與艱難探尋。

回顧 ｜盛世下的3D打印泡沫

2007年，全球著名硬件開源項目Reprap公布了PrusaMendel這一型號3D打印機的全部圖紙和程序代碼；2009年，全球Z大的3D打印機公司StrataSys公司的FDM部分專利到期，打開了3D打印技術開源運動的大門，一時間，無數的技術愛好者和創業公司涌入了這一領域。2012年，美國《The Economist》（經濟學人）發表專題文章稱：“3D打印將成為第三次工業革命”，以及2013年美國政府將將“3D打印具有革命我們制造每一件事物的潛能”這樣的說法放入了白宮國情咨文中，徹底引爆了“3D打印”概念。

國內媒體、政府迅速跟進，形成了以快速成型新技術顛覆傳統制造業的燎原態勢。3D打印在此時攀上了技術創新潮流的頂點。但是，３D打印也無法逃脫與其它新技術應用一樣的“命運曲線”。從2007年到接下來不到5年的時間里，經歷了技術萌芽期（Innovation Trigger），2013年從希望膨脹的巔峰期（Peak of Inflated Experctations）向下回落，直到今天走向了泡沫破裂的低谷（Through of Disillusionment）。

大量的3D打印公司倒閉，整個行業仍然沒有看到這項技術的廣泛運用，所有之前描述過的精彩絕倫的場景都幾乎沒有實現，之前狂熱追捧的投資人也早已無蹤無影。黑夜會淹沒許多來不及思考出路的人，而那些存活了下來的守夜人，則在不斷反思中臨淵履薄，戰兢前行。

破繭 ｜推動3D打印殺入精密鑄造行業

在整個行業低迷之時，不久前，國內三家企業聯合發布了“3D打印+精密鑄造”的新應用，在全球范圍內向客戶提供小批量、復雜結構的金屬零部件制造服務。這是一場由兩位3D打印的行業守夜人主導的革命性轉型，預示著一次由3D打印技術帶來的新的飛躍：從制作樣件向制造Z終零部件，從單一樣件制作向小規模多批次生產、甚至大批量生產進軍。

反思｜藍海在哪里？甜水井在哪里？

以FDM技術應用為主帶動了過去幾年3D打印的繁榮。幾年間，大量的桌面級別的設備涌向社會，使得這個新技術進入普羅大眾的視野，打造出了一場3D打印的科普狂歡。

然而，當國內仍舊熱衷于談論桌面級別的3D打印設備在消費級市場中的井噴式發展之時，作為3D打印桌面機行業風向標的Makerbot已于2013年委身于行業巨頭StrataSys，并于2015年再度裁員不再生產設備，以及另一位巨頭3DSystem旗下桌面級品牌Cube系列停產等一系列現象，可謂是“冰火兩重天”。在深圳一帶的小工廠里，一臺普通的桌面機3D打印設備的提貨價不足千元，這一領域現在已經陷入了價格戰的泥潭。

將3D打印應用于工業原型樣件（Prototype）是當前該技術在工業生產領域結合Z緊密的應用方向之一。據SculpteoZ新發布的《2017年3D打印行業調查報告 （TheState of 3Dprinting，Edition 2017）》，原型樣件的應用占到整個技術應用的34%，概念產品的驗證（Proof of Concept）則占23%，兩者疊加已經超過整個3D打印技術應用的50%以上。

而事實上，當前3D打印技術主要應用的工業模型樣件市場，一直以來都是傳統手板行業的天下。對于那些缺乏傳統手板基礎的新興3D打印企業來說，能夠從國內手板行業中分得一塊蛋糕也是異常的艱難。據行業統計，當前工業模型行業的利潤率其實不到20％，且工業模型的制作往往只是從0到1的個性化試制，缺乏規?；a的龐大價值體系。規模分散、利潤不足、競爭激烈，使得很多以3D打印服務為主業的公司，也面臨非常巨大的生存壓力。

行業成本壓力的不斷增加，競爭環境日趨惡化，核心技術仍然與海外有很大差距。企業未來要生存下來，就要找到自己的“甜水井”。筆者采訪了上面幾家公司的經營者，大家都共同認為：

·3D打印必須要在傳統制造業中找到落腳點，必須要“融入”和“改善”，而不是“顛覆”傳同行業，口號式的思想用于經營企業是危險的；

·3D打印本質是制造，制造的核心就是質量和成本，沒有規模效應，就很難生存，必須要把3D打印從制造樣件的位置，挪到生產Z終產品和小批量、大批量制造的路子上去；

·找到技術獨特的優勢，并且發揮到極致，找一個很精準的點進行飽和攻擊。

未來｜鑄造業是新的一片藍海

調查顯示，鑄造市場的規模是工業樣件市場的近1000倍。據中國鑄造協會統計，2010年我國鑄造企業數量多達30000家，居全球首位；另中國機械工業聯合會統計，2010年中國鑄造業規模以上企業僅5957家，平均單廠年產量為3506噸。精密鑄造是鑄造業中技術水平Z高、工藝Z復雜、利潤率Z高的細分領域，很大一部分的航空、汽車的復雜零部件，都是用這種工藝生產的。

由于每一個精密鑄造零件都必須對應一個蠟模和形殼，目前上文中使用的3D打印材料PolyCast，已經達到了3/100000的灰燼度，從工藝性能上足以替代傳統的鑄造蠟。而1001號的3D打印的集群已經完全使用了工業4.0時代的MES系統，全自動化，大大地高了規?；a的能力。而且，由于新材料在常溫下不會變形，使得在大型鑄造件上，有更加明顯的優勢。

新的“3D打印+精密鑄造”的工藝相較于直接的金屬3D打印工藝(SLM/EBM/DMLS等)，在成本和材料的選擇方面，也有無可比擬的優勢：

1）在當前技術條件下，金屬3D打印的設備成本、材料成本、維護升本都非常的高，比“3D打印+精密鑄造”的成本高出至少一個數量級；

2）直接3D打印金屬可選擇的材料種類也多局限于鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、模具鋼等有限的種類里，傳統的鑄造工藝對金屬的種類沒有特別的限制；

3）金屬直接3D打印當前還是一座技術“孤島”， “3D打印+精密鑄造”卻能夠與行業里面上萬家企業合作，充分杠桿成熟產業帶來的全局性的優勢。

切入精密鑄造行業，僅僅是3D打印技術應用落地的一個探索，我們堅信未來會有更多的技術應用的出現。這有賴于全行業在技術創新上孜孜不倦。作為新的制造技術，如何面對質量、成本、速度的永恒課題，是行業同行者要不斷面臨的挑戰，讓我們拭目以待。