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2013-01-08 09:25:57.0 来源：?? 责编：??
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【CPP114】讯：虽然对第三次工业革命何时到来，国内各界仍普遍持谨慎态度。然而，3D打印、人工智能、新材料、新一代信息技术等一系列关键技术的成熟和产业化，都透露出新一轮工业革命并非空穴来风。
传统制造业的国际分工格局，正逐渐被新技术带来的分散化生产以及消费者多元化的需求打破。特别是2008年金融危机之后，那些走向产业空心化的国家深刻认识到制造业对于国民经济的重要性，遂寄望于新技术将制造业拉回。
如果未来在以3D打印为代表的数字化制造技术上失去话语权，中国制造业将遭遇残酷的打击：传统的制造手段和生产模式将被取代；人力成本低廉等比较优势必然丧失；中国企业踯躅于产业链低端的现实将进一步恶化。
而中国是否能抓住这一轮技术创新的机遇，很大程度上是在逼问中国是否有能力改革现有的创新体系。
颜永年决心最后一搏。74岁的他，在2012年创立了昆山永年先进制造技术有限公司，并出任董事长，为此，他把家从北京搬到了昆山阳澄湖边。
相比创办企业，颜永年在学术上的成就已有定论，正是他在清华大学任教时把3D打印的概念和早期技术引入国内。在颜永年看来，制造科学如果脱离了产业化，含金量就大打折扣，因此退休五年后，他仍打算实现在校任教时未能完成的心愿——办一家完全市场化的公司，将研究成果产业化，3D打印就是那项昭示未来的研究成果。
3D打印，是增材制造的俗称，其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合。与传统上对原材料进行切削的减材制造方法正相反，3D打印的过程好比用砖头砌墙，逐层增加材料，最终形成物件。
以3D打印为代表的数字化制造技术，被《经济学人》杂志认为是引发第三次工业革命的关键因素，“其将改写制造业的生产方式，进而改变产业链的运作模式”。
首先，数字化制造技术将大大减少直接从事生产的操作工人，劳动力所占生产成本比例随之下降。此外，数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化，包括满足小批量产品的生产需求。这些都促使发达国家鼓励厂商把部分制造业迁回本国，对中国这样的传统制造业大国无疑敲响了警钟。
不过，中国在3D打印方面的理论研究和尝试并不算晚。富庶而开放的江浙一带已有不少企业在运用这项技术，仅昆山一地，就有20余家企业利用3D打印为周边发达的产业集群提供设计打样服务。
而距昆山1.4万多公里的美国纽约，有着3D云打印之称的Shapeways正忙着搬家，将其运营重心从荷兰移至纽约。Shapeways在皇后区占地2.5万平方米的工厂取名为“未来工厂”，这是全世界规模最大的3D打印工厂。2012年10月18日，在工厂开业仪式上，纽约市长迈克尔·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印制造。隔河相望的曼哈顿区，聚集了众多年轻的3D打印企业。中国科学院自动化研究所研究员王飞跃观察，即使在2008年金融危机后，这些企业仍保持快速发展。
自从工厂出现以来，产品与消费者之间的距离从未如此接近过。3D打印给消费者带来了在大规模生产和个性化制造之间进行选择的自由。如果你想要一个与自己相貌一样的玩偶，用3D打印机制作，成本可能只要100元；如果委托工厂，也许要花1万元。
业内人士将2012年的3D打印机视为像1977年个人计算机和1990年网页浏览器一样，是一个崭新的市场从萌芽期进入成长期的转折点。虽然3D打印技术目前尚未颠覆传统制造业——传统制造业的规模效应依然占据优势，但前者正慢慢抢走市场份额。
工信部已经嗅出了危机的味道。2012年12月14日，工信部副部长苏波在增材制造技术国际论坛上透露，中国将提速3D打印技术的研发和产业化。这一信息标志着3D打印正式纳入了中国工业主管部门的视野。
革新的号角
美国3D打印设备巨头3D Systems(DDD.NYSE)的创始人，查尔斯·胡尔(Charles W. Hull)比颜永年小1岁，他至今仍管理着公司，担任执行副主席一职，还是公司的首席技术官。
1982年，在一家紫外线设备生产企业任职的胡尔，尝试把光学技术应用于快速成型领域。他将一种液态光敏树脂倒入大容器中，在容器里放置一个升降平台，容器上方的紫外激光器根据计算机指令照射液面，所到之处，材料会发生光聚合反应，迅速从液态转变为固态，当一层打印完成后，未被照射的地方仍保持液态，此时在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平台会下降一层，激光器开始打印第二层。这个过程不断重复，直到整个物件制造完毕。这项立体光刻(SLA)技术就是最早的3D打印。
胡尔于1986年申请了专利，并成立3D Systems公司。“30年前发明这项技术时，我们觉得这对制造业来说是一个机会。”胡尔的合伙人、3D Systems公司总裁亚伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)对《财经》记者说，“现在，客户比我们还要积极，推动我们进行适用性研究。五年前，大部分客户购买设备用于设计；从两年前开始，有一半的客户用在了直接制造上。”
3D打印不需要模具，可以直接进行样品原型制造，因而大大缩短了从图纸到实物的时间。任何形状复杂的零件，都可以被分解为一系列二维制造的叠加。
这种快速制造的理念还衍生出多种不同的技术类型，除了SLA，常见的有熔融沉积造型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、三维打印(3DP)等，其基本工作原理都是逐层增加材料，最终形成物件，因此，这些技术都被通俗地称作3D打印。
许多种“耗材”都可使用3D打印：沙子、人造橡胶(26075,-435.00,-1.64%)、塑料(10930,50.00,0.46%)、金属，甚至生物材料；3D打印的应用范围已经渗入生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业，且仍在不断拓宽。“就连美国海军都购买了90台机器用于航空领域的研发。”雷切特勒说。
全世界的实验室里，正在实践一些更具雄心的想法：澳大利亚的研究人员加快了制造金属零件的速度，试制出打印汽车金属零部件的设备；意大利的一个研究团队正开发用于特种建筑的3D打印机，计划使用月球尘埃为材料，在月球上快速建造人类基地。
除了省去制造模具的成本以外，相比传统制造工艺，3D打印对材料的利用率也惊人。美国F-22猛禽战斗机大量使用钛合金结构件，如使用传统的整体锻造方法，最大的钛合金整体加强框材料利用率不到4.9%，使用3D打印利用率接近100%。
3D打印技术通过对金属材料的烧结或熔化，直接生成出金属零部件的发展趋势，让传统制造业感受到巨大压力。“如果在金属材料上得到广泛应用，3D打印就可能引领新一轮工业革命。”华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥预测说。
传统制造业的国际分工格局，正逐渐被新技术带来的分散化生产以及消费者多元化的需求打破。特别是2008年金融危机之后，那些走向产业空心化的国家深刻认识到制造业对于国民经济的重要性，遂寄望于新技术将制造业拉回。
如果未来在以3D打印为代表的数字化制造技术上失去话语权，中国制造业将遭遇残酷的打击：传统的制造手段和生产模式将被取代；人力成本低廉等比较优势必然丧失；中国企业踯躅于产业链低端的现实将进一步恶化。
而中国是否能抓住这一轮技术创新的机遇，很大程度上是在逼问中国是否有能力改革现有的创新体系。
颜永年决心最后一搏。74岁的他，在2012年创立了昆山永年先进制造技术有限公司，并出任董事长，为此，他把家从北京搬到了昆山阳澄湖边。
相比创办企业，颜永年在学术上的成就已有定论，正是他在清华大学任教时把3D打印的概念和早期技术引入国内。在颜永年看来，制造科学如果脱离了产业化，含金量就大打折扣，因此退休五年后，他仍打算实现在校任教时未能完成的心愿——办一家完全市场化的公司，将研究成果产业化，3D打印就是那项昭示未来的研究成果。
3D打印，是增材制造的俗称，其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合。与传统上对原材料进行切削的减材制造方法正相反，3D打印的过程好比用砖头砌墙，逐层增加材料，最终形成物件。
以3D打印为代表的数字化制造技术，被《经济学人》杂志认为是引发第三次工业革命的关键因素，“其将改写制造业的生产方式，进而改变产业链的运作模式”。
首先，数字化制造技术将大大减少直接从事生产的操作工人，劳动力所占生产成本比例随之下降。此外，数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化，包括满足小批量产品的生产需求。这些都促使发达国家鼓励厂商把部分制造业迁回本国，对中国这样的传统制造业大国无疑敲响了警钟。
不过，中国在3D打印方面的理论研究和尝试并不算晚。富庶而开放的江浙一带已有不少企业在运用这项技术，仅昆山一地，就有20余家企业利用3D打印为周边发达的产业集群提供设计打样服务。
而距昆山1.4万多公里的美国纽约，有着3D云打印之称的Shapeways正忙着搬家，将其运营重心从荷兰移至纽约。Shapeways在皇后区占地2.5万平方米的工厂取名为“未来工厂”，这是全世界规模最大的3D打印工厂。2012年10月18日，在工厂开业仪式上，纽约市长迈克尔·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印制造。隔河相望的曼哈顿区，聚集了众多年轻的3D打印企业。中国科学院自动化研究所研究员王飞跃观察，即使在2008年金融危机后，这些企业仍保持快速发展。
自从工厂出现以来，产品与消费者之间的距离从未如此接近过。3D打印给消费者带来了在大规模生产和个性化制造之间进行选择的自由。如果你想要一个与自己相貌一样的玩偶，用3D打印机制作，成本可能只要100元；如果委托工厂，也许要花1万元。
业内人士将2012年的3D打印机视为像1977年个人计算机和1990年网页浏览器一样，是一个崭新的市场从萌芽期进入成长期的转折点。虽然3D打印技术目前尚未颠覆传统制造业——传统制造业的规模效应依然占据优势，但前者正慢慢抢走市场份额。
工信部已经嗅出了危机的味道。2012年12月14日，工信部副部长苏波在增材制造技术国际论坛上透露，中国将提速3D打印技术的研发和产业化。这一信息标志着3D打印正式纳入了中国工业主管部门的视野。
革新的号角
美国3D打印设备巨头3D Systems(DDD.NYSE)的创始人，查尔斯·胡尔(Charles W. Hull)比颜永年小1岁，他至今仍管理着公司，担任执行副主席一职，还是公司的首席技术官。
1982年，在一家紫外线设备生产企业任职的胡尔，尝试把光学技术应用于快速成型领域。他将一种液态光敏树脂倒入大容器中，在容器里放置一个升降平台，容器上方的紫外激光器根据计算机指令照射液面，所到之处，材料会发生光聚合反应，迅速从液态转变为固态，当一层打印完成后，未被照射的地方仍保持液态，此时在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平台会下降一层，激光器开始打印第二层。这个过程不断重复，直到整个物件制造完毕。这项立体光刻(SLA)技术就是最早的3D打印。
胡尔于1986年申请了专利，并成立3D Systems公司。“30年前发明这项技术时，我们觉得这对制造业来说是一个机会。”胡尔的合伙人、3D Systems公司总裁亚伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)对《财经》记者说，“现在，客户比我们还要积极，推动我们进行适用性研究。五年前，大部分客户购买设备用于设计；从两年前开始，有一半的客户用在了直接制造上。”
3D打印不需要模具，可以直接进行样品原型制造，因而大大缩短了从图纸到实物的时间。任何形状复杂的零件，都可以被分解为一系列二维制造的叠加。
这种快速制造的理念还衍生出多种不同的技术类型，除了SLA，常见的有熔融沉积造型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、三维打印(3DP)等，其基本工作原理都是逐层增加材料，最终形成物件，因此，这些技术都被通俗地称作3D打印。
许多种“耗材”都可使用3D打印：沙子、人造橡胶(26075,-435.00,-1.64%)、塑料(10930,50.00,0.46%)、金属，甚至生物材料；3D打印的应用范围已经渗入生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业，且仍在不断拓宽。“就连美国海军都购买了90台机器用于航空领域的研发。”雷切特勒说。
全世界的实验室里，正在实践一些更具雄心的想法：澳大利亚的研究人员加快了制造金属零件的速度，试制出打印汽车金属零部件的设备；意大利的一个研究团队正开发用于特种建筑的3D打印机，计划使用月球尘埃为材料，在月球上快速建造人类基地。
除了省去制造模具的成本以外，相比传统制造工艺，3D打印对材料的利用率也惊人。美国F-22猛禽战斗机大量使用钛合金结构件，如使用传统的整体锻造方法，最大的钛合金整体加强框材料利用率不到4.9%，使用3D打印利用率接近100%。
3D打印技术通过对金属材料的烧结或熔化，直接生成出金属零部件的发展趋势，让传统制造业感受到巨大压力。“如果在金属材料上得到广泛应用，3D打印就可能引领新一轮工业革命。”华中科技大学机械科学与工程学院教授张海鸥预测说。
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