3D打印技術打出心臟模型，為何在消費級市場難覓蹤影？專欄
近日，麻省理工學院的研究人員與波士頓兒童醫(yī)院的醫(yī)生聯(lián)合研發(fā)出一種利用3D打印技術打印心臟模型圖的醫(yī)學系統(tǒng)。該系統(tǒng)以核磁共振成像為藍本，只需掃描心臟的8個橫截面輪廓，通過設計好的算法，一小時內就能打印好心臟模型，不必再像以前一樣花費近10個小時且多次掃描。3D打印技術目前已應用于多種領域，使得科技向前邁進一大步。英國《經濟學人》雜志則認為3D打印技術將“與其他數(shù)字化生產模式一起推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”，不過，3D打印技術也有許多方面尚不成熟。
一、3D打印技術“能者多勞”，已在眾多領域應用廣泛
3D打印技術出現(xiàn)于20世紀90年代中期，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，通過電腦控制將其層層疊加。最終將計算機上的藍圖變成實物。3D打印技術與普通打印工作原理基本相同，只不過所用的打印材料是金屬陶瓷、尼龍纖維、鐵、鈦合金、磨砂等。
3D打印材料應用的領域廣泛，涉及航天航空、軍事、醫(yī)療、服裝等諸多領域。
⒈航天領域
航天領域對零件的精準度和精密性有極高的要求，而零件加工難度大、特殊材料利用率低等問題一直長期困擾著這一行業(yè)，也成為航空航天事業(yè)發(fā)展的桎梏。3D打印技術的特性恰好能解決這些問題，故而被廣泛地應用于航天航空領域。3D打印技術在這一領域主要有兩大應用：迅速制造出復雜的零部件與迅速修復零部件。目前已有美國宇航局的3D打印火箭噴射器、俄羅斯技術集團的3D打印無人機等利用這一技術制造出的成品。中國航天科技集團公司也已聯(lián)合上海航天技術研究院研制出了一款多激光3D打印機，它能夠打印出形狀不規(guī)則且極其微小復雜的部件。3D打印技術極大地提高了資源利用率，而且最大限度地節(jié)省了時間。
⒉軍事領域
在今年的9.3閱兵式中，很多戰(zhàn)機的零部件都采用了3D打印技術。其實，3D打印與軍方有著很大“淵源”：該技術正是出自軍方的“快速成型”技術。早在上世紀90年代，軍方就已提出技術研發(fā)構想，只是近幾年才取得突破性進展。3D打印技術的優(yōu)勢在制造武器裝備時，能夠提高裝備性能并降低成本、縮短時間，還可以很好地進行維修。這對軍事領域來說是很重要的。
⒊醫(yī)療領域
3D打印的特性使得其在醫(yī)療領域也有“用武之地”。日本筑波大學的3D打印肝臟模型、北京大學用3D技術打印脊椎植入十二歲男孩兒身體、紐約長老會醫(yī)院3D打印心臟救活了兩周大的嬰兒都是這項技術的功勞。此外，它還可以打印人身體上的各種器官，甚至可以復制子宮中的胎兒。
⒋服裝及其他領域
除了這些專業(yè)領域之外，3D打印對我們生活的更有品質也是有所幫助的。有時我們很難買到一件既合身又合心意的衣服，3D打印技術可以為我們解決這一困擾。經歷了“單量單裁”與大規(guī)模生產的時代，今天的服裝行業(yè)不只要求速度，更要求個性。而3D打印技術符合潮流，能夠按照設計打印出成品，做到“圖樣進去，服裝出來”，滿足了個性化需求。并且能夠快速成型，節(jié)省了時間與原料。
3D打印的服裝以前只限于T臺展示等場合，但近日，荷蘭教育文化和科學部的部長Jet Bussemaker女士身穿3D打印的衣裙、鞋子還有手提包出現(xiàn)在9月的荷蘭親王日上。她表示“我之所以選擇在這個時候穿著這套很有科技含量的服飾，就是為了向國民展示荷蘭的高科技和創(chuàng)意產業(yè)獲得的成果。”
同理，在食品、家居等生活方面，3D打印技術的特性也使得其在這些領域發(fā)揮更大的優(yōu)勢。
二、3D打印技術發(fā)展過程中存在諸多問題
⒈產業(yè)核心技術尚待革新
3D打印技術尚處于初級階段，技術還不夠成熟。在工作效率方面，3D打印零部件需要花費數(shù)小時，速度甚至低于傳統(tǒng)制造業(yè)；在材料開發(fā)方面，3D打印耗材僅有石膏、光敏樹脂、塑料、陶瓷等十幾種材料，無法滿足各領域對于材料多樣性的要求；在技術方面，3D技術打印出的金屬制品致密度、精度達不到要求，需要加工，一旦打印具有復雜曲面的零部件時，其支撐材料難以去除，就無法制造出符合要求的零部件。
盡管3D打印在生活中也有所應用，但由于其價格高、材料難以獲得，所以尚未普及，故而技術的革新是使3D打印技術得到廣泛應用的必要環(huán)節(jié)。
⒉產業(yè)市場需求不夠強大
富士康董事長郭臺銘曾說：“如果3D打印真有用，我的‘郭’字倒過來寫。”這種觀點雖然偏激，但卻不是毫無根據(jù)的，目前，3D打印市場需求極小，做3D打印的企業(yè)也呈現(xiàn)出難以維系之態(tài)。武漢濱湖機電是國內第一批涉及3D打印業(yè)務的公司，至今虧損依然大于盈利，其總經理周建國透露：“目前，大部分同行生存都很艱難。”被視作國內規(guī)模最大的3D打印公司的紫金立德董事長連寧也表示：“我們目前的現(xiàn)金流和資金結構僅能維持企業(yè)正常運轉。但若要擴大規(guī)模、新增投資或回收前期投資成本，基本上不可能。”由此可見市場需求的疲軟。
一個產業(yè)要想發(fā)展壯大，市場需求是必不可少的原動力。所以培育市場需求、擴大市場規(guī)模是發(fā)展3D打印行業(yè)的重要任務。
三、專業(yè)領域大有可為，也可能延伸至消費級市場
目前，3D打印概念被炒得熱火朝天。但由于技術、材料、市場等諸多因素的限制，3D打印技術在未來一段時間內為專業(yè)領域服務的可能性會更大一些。要使這項新興技術得到發(fā)展與普及，延伸至消費級市場，僅有熱情遠遠不夠，更不是大量的資本涌入可以解決的。除了技術的發(fā)展與革新之外，還需要商業(yè)模式的清晰。3D打印行業(yè)應根據(jù)自身的特點來決定自己的發(fā)展道路。做精做細才是這一產業(yè)的長遠發(fā)展模式。
據(jù)前瞻產業(yè)研究院發(fā)布的《2014-2018年中國3D打印產業(yè)市場需求與投資潛力分析報告》顯示， 2013年全球3D產業(yè)的增速達到81.49%，市場規(guī)模達40億美元。我國3D打印技術起步雖晚但升溫快，仍停留在科研階段，尚未實現(xiàn)其他領域普及。
3D打印產業(yè)也許會帶來下一次工業(yè)革命，但這需要各個領域各盡所長，共同努力。也許隨著技術的成熟與時間的發(fā)展，3D打印技術會像當年的電腦一樣，意想不到地大規(guī)模進入消費級市場，走入大眾的生活。
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