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2013-01-08 09:25 來源：?? 責編：??
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【CPP114】訊：雖然對第三次工業革命何時到來，國內各界仍普遍持謹慎態度。然而，3D打印、人工智能、新材料、新一代信息技術等一系列關鍵技術的成熟和產業化，都透露出新一輪工業革命并非空穴來風。
傳統制造業的國際分工格局，正逐漸被新技術帶來的分散化生產以及消費者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機之后，那些走向產業空心化的國家深刻認識到制造業對于國民經濟的重要性，遂寄望于新技術將制造業拉回。
如果未來在以3D打印為代表的數字化制造技術上失去話語權，中國制造業將遭遇殘酷的打擊：傳統的制造手段和生產模式將被取代；人力成本低廉等比較優勢必然喪失；中國企業躑躅于產業鏈低端的現實將進一步惡化。
而中國是否能抓住這一輪技術創新的機遇，很大程度上是在逼問中國是否有能力改革現有的創新體系。
顏永年決心最后一搏。74歲的他，在2012年創立了昆山永年先進制造技術有限公司，并出任董事長，為此，他把家從北京搬到了昆山陽澄湖邊。
相比創辦企業，顏永年在學術上的成就已有定論，正是他在清華大學任教時把3D打印的概念和早期技術引入國內。在顏永年看來，制造科學如果脫離了產業化，含金量就大打折扣，因此退休五年后，他仍打算實現在校任教時未能完成的心愿——辦一家完全市場化的公司，將研究成果產業化，3D打印就是那項昭示未來的研究成果。
3D打印，是增材制造的俗稱，其核心是數字化、智能化制造與材料科學的結合。與傳統上對原材料進行切削的減材制造方法正相反，3D打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料，最終形成物件。
以3D打印為代表的數字化制造技術，被《經濟學人》雜志認為是引發第三次工業革命的關鍵因素，“其將改寫制造業的生產方式，進而改變產業鏈的運作模式”。
首先，數字化制造技術將大大減少直接從事生產的操作工人，勞動力所占生產成本比例隨之下降。此外，數字化制造的個性化、快捷性和低成本能夠更快地適應本地市場需求的變化，包括滿足小批量產品的生產需求。這些都促使發達國家鼓勵廠商把部分制造業遷回本國，對中國這樣的傳統制造業大國無疑敲響了警鐘。
不過，中國在3D打印方面的理論研究和嘗試并不算晚。富庶而開放的江浙一帶已有不少企業在運用這項技術，僅昆山一地，就有20余家企業利用3D打印為周邊發達的產業集群提供設計打樣服務。
而距昆山1.4萬多公里的美國紐約，有著3D云打印之稱的Shapeways正忙著搬家，將其運營重心從荷蘭移至紐約。Shapeways在皇后區占地2.5萬平方米的工廠取名為“未來工廠”，這是全世界規模最大的3D打印工廠。2012年10月18日，在工廠開業儀式上，紐約市長邁克爾·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印制造。隔河相望的曼哈頓區，聚集了眾多年輕的3D打印企業。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍觀察，即使在2008年金融危機后，這些企業仍保持快速發展。
自從工廠出現以來，產品與消費者之間的距離從未如此接近過。3D打印給消費者帶來了在大規模生產和個性化制造之間進行選擇的自由。如果你想要一個與自己相貌一樣的玩偶，用3D打印機制作，成本可能只要100元；如果委托工廠，也許要花1萬元。
業內人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網頁瀏覽器一樣，是一個嶄新的市場從萌芽期進入成長期的轉折點。雖然3D打印技術目前尚未顛覆傳統制造業——傳統制造業的規模效應依然占據優勢，但前者正慢慢搶走市場份額。
工信部已經嗅出了危機的味道。2012年12月14日，工信部副部長蘇波在增材制造技術國際論壇上透露，中國將提速3D打印技術的研發和產業化。這一信息標志著3D打印正式納入了中國工業主管部門的視野。
革新的號角
美國3D打印設備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創始人，查爾斯·胡爾(Charles W. Hull)比顏永年小1歲，他至今仍管理著公司，擔任執行副主席一職，還是公司的首席技術官。
1982年，在一家紫外線設備生產企業任職的胡爾，嘗試把光學技術應用于快速成型領域。他將一種液態光敏樹脂倒入大容器中，在容器里放置一個升降平臺，容器上方的紫外激光器根據計算機指令照射液面，所到之處，材料會發生光聚合反應，迅速從液態轉變為固態，當一層打印完成后，未被照射的地方仍保持液態，此時在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺會下降一層，激光器開始打印第二層。這個過程不斷重復，直到整個物件制造完畢。這項立體光刻(SLA)技術就是最早的3D打印。
胡爾于1986年申請了專利，并成立3D Systems公司。“30年前發明這項技術時，我們覺得這對制造業來說是一個機會。”胡爾的合伙人、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對《財經》記者說，“現在，客戶比我們還要積極，推動我們進行適用性研究。五年前，大部分客戶購買設備用于設計；從兩年前開始，有一半的客戶用在了直接制造上。”
3D打印不需要模具，可以直接進行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實物的時間。任何形狀復雜的零件，都可以被分解為一系列二維制造的疊加。
這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術類型，除了SLA，常見的有熔融沉積造型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)、三維打印(3DP)等，其基本工作原理都是逐層增加材料，最終形成物件，因此，這些技術都被通俗地稱作3D打印。
許多種“耗材”都可使用3D打�。荷匙�、人造橡膠(26075,-435.00,-1.64%)、塑料(10930,50.00,0.46%)、金屬，甚至生物材料；3D打印的應用范圍已經滲入生物醫療、航空、汽車、工業設計等多個行業，且仍在不斷拓寬。“就連美國海軍都購買了90臺機器用于航空領域的研發。”雷切特勒說。
全世界的實驗室里，正在實踐一些更具雄心的想法：澳大利亞的研究人員加快了制造金屬零件的速度，試制出打印汽車金屬零部件的設備；意大利的一個研究團隊正開發用于特種建筑的3D打印機，計劃使用月球塵埃為材料，在月球上快速建造人類基地。
除了省去制造模具的成本以外，相比傳統制造工藝，3D打印對材料的利用率也驚人。美國F-22猛禽戰斗機大量使用鈦合金結構件，如使用傳統的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%，使用3D打印利用率接近100%。
3D打印技術通過對金屬材料的燒結或熔化，直接生成出金屬零部件的發展趨勢，讓傳統制造業感受到巨大壓力。“如果在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就可能引領新一輪工業革命。”華中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說。
傳統制造業的國際分工格局，正逐漸被新技術帶來的分散化生產以及消費者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機之后，那些走向產業空心化的國家深刻認識到制造業對于國民經濟的重要性，遂寄望于新技術將制造業拉回。
如果未來在以3D打印為代表的數字化制造技術上失去話語權，中國制造業將遭遇殘酷的打擊：傳統的制造手段和生產模式將被取代；人力成本低廉等比較優勢必然喪失；中國企業躑躅于產業鏈低端的現實將進一步惡化。
而中國是否能抓住這一輪技術創新的機遇，很大程度上是在逼問中國是否有能力改革現有的創新體系。
顏永年決心最后一搏。74歲的他，在2012年創立了昆山永年先進制造技術有限公司，并出任董事長，為此，他把家從北京搬到了昆山陽澄湖邊。
相比創辦企業，顏永年在學術上的成就已有定論，正是他在清華大學任教時把3D打印的概念和早期技術引入國內。在顏永年看來，制造科學如果脫離了產業化，含金量就大打折扣，因此退休五年后，他仍打算實現在校任教時未能完成的心愿——辦一家完全市場化的公司，將研究成果產業化，3D打印就是那項昭示未來的研究成果。
3D打印，是增材制造的俗稱，其核心是數字化、智能化制造與材料科學的結合。與傳統上對原材料進行切削的減材制造方法正相反，3D打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料，最終形成物件。
以3D打印為代表的數字化制造技術，被《經濟學人》雜志認為是引發第三次工業革命的關鍵因素，“其將改寫制造業的生產方式，進而改變產業鏈的運作模式”。
首先，數字化制造技術將大大減少直接從事生產的操作工人，勞動力所占生產成本比例隨之下降。此外，數字化制造的個性化、快捷性和低成本能夠更快地適應本地市場需求的變化，包括滿足小批量產品的生產需求。這些都促使發達國家鼓勵廠商把部分制造業遷回本國，對中國這樣的傳統制造業大國無疑敲響了警鐘。
不過，中國在3D打印方面的理論研究和嘗試并不算晚。富庶而開放的江浙一帶已有不少企業在運用這項技術，僅昆山一地，就有20余家企業利用3D打印為周邊發達的產業集群提供設計打樣服務。
而距昆山1.4萬多公里的美國紐約，有著3D云打印之稱的Shapeways正忙著搬家，將其運營重心從荷蘭移至紐約。Shapeways在皇后區占地2.5萬平方米的工廠取名為“未來工廠”，這是全世界規模最大的3D打印工廠。2012年10月18日，在工廠開業儀式上，紐約市長邁克爾·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印制造。隔河相望的曼哈頓區，聚集了眾多年輕的3D打印企業。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍觀察，即使在2008年金融危機后，這些企業仍保持快速發展。
自從工廠出現以來，產品與消費者之間的距離從未如此接近過。3D打印給消費者帶來了在大規模生產和個性化制造之間進行選擇的自由。如果你想要一個與自己相貌一樣的玩偶，用3D打印機制作，成本可能只要100元；如果委托工廠，也許要花1萬元。
業內人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網頁瀏覽器一樣，是一個嶄新的市場從萌芽期進入成長期的轉折點。雖然3D打印技術目前尚未顛覆傳統制造業——傳統制造業的規模效應依然占據優勢，但前者正慢慢搶走市場份額。
工信部已經嗅出了危機的味道。2012年12月14日，工信部副部長蘇波在增材制造技術國際論壇上透露，中國將提速3D打印技術的研發和產業化。這一信息標志著3D打印正式納入了中國工業主管部門的視野。
革新的號角
美國3D打印設備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創始人，查爾斯·胡爾(Charles W. Hull)比顏永年小1歲，他至今仍管理著公司，擔任執行副主席一職，還是公司的首席技術官。
1982年，在一家紫外線設備生產企業任職的胡爾，嘗試把光學技術應用于快速成型領域。他將一種液態光敏樹脂倒入大容器中，在容器里放置一個升降平臺，容器上方的紫外激光器根據計算機指令照射液面，所到之處，材料會發生光聚合反應，迅速從液態轉變為固態，當一層打印完成后，未被照射的地方仍保持液態，此時在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺會下降一層，激光器開始打印第二層。這個過程不斷重復，直到整個物件制造完畢。這項立體光刻(SLA)技術就是最早的3D打印。
胡爾于1986年申請了專利，并成立3D Systems公司。“30年前發明這項技術時，我們覺得這對制造業來說是一個機會。”胡爾的合伙人、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對《財經》記者說，“現在，客戶比我們還要積極，推動我們進行適用性研究。五年前，大部分客戶購買設備用于設計；從兩年前開始，有一半的客戶用在了直接制造上。”
3D打印不需要模具，可以直接進行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實物的時間。任何形狀復雜的零件，都可以被分解為一系列二維制造的疊加。
這種快速制造的理念還衍生出多種不同的技術類型，除了SLA，常見的有熔融沉積造型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)、三維打印(3DP)等，其基本工作原理都是逐層增加材料，最終形成物件，因此，這些技術都被通俗地稱作3D打印。
許多種“耗材”都可使用3D打�。荷匙�、人造橡膠(26075,-435.00,-1.64%)、塑料(10930,50.00,0.46%)、金屬，甚至生物材料；3D打印的應用范圍已經滲入生物醫療、航空、汽車、工業設計等多個行業，且仍在不斷拓寬。“就連美國海軍都購買了90臺機器用于航空領域的研發。”雷切特勒說。
全世界的實驗室里，正在實踐一些更具雄心的想法：澳大利亞的研究人員加快了制造金屬零件的速度，試制出打印汽車金屬零部件的設備；意大利的一個研究團隊正開發用于特種建筑的3D打印機，計劃使用月球塵埃為材料，在月球上快速建造人類基地。
除了省去制造模具的成本以外，相比傳統制造工藝，3D打印對材料的利用率也驚人。美國F-22猛禽戰斗機大量使用鈦合金結構件，如使用傳統的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%，使用3D打印利用率接近100%。
3D打印技術通過對金屬材料的燒結或熔化，直接生成出金屬零部件的發展趨勢，讓傳統制造業感受到巨大壓力。“如果在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就可能引領新一輪工業革命。”華中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說。
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