美國(guó)3D打印設(shè)備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創(chuàng)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(dān)任執(zhí)行副主席一職，還是公司的首席技術(shù)官。

1982年，在一家紫外線設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)任職的胡爾，嘗試把光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于快速成型領(lǐng)域。他將一種液態(tài)光敏樹脂倒入大容器中，在容器里放置一個(gè)升降平臺(tái)，容器上方的紫外激光器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令照射液面，所到之處，材料會(huì)發(fā)生光聚合反應(yīng)，迅速從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，當(dāng)一層打印完成后，未被照射的地方仍保持液態(tài)，此時(shí)在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺(tái)會(huì)下降一層，激光器開始打印第二層。這個(gè)過程不斷重復(fù)，直到整個(gè)物件制造完畢。這項(xiàng)立體光刻(SLA)技術(shù)就是最早的3D打印。

胡爾于1986年申請(qǐng)了專*，并成立3D Systems公司。“30年前發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)時(shí)，我們覺得這對(duì)制造業(yè)來說是一個(gè)機(jī)會(huì)。”胡爾的合伙人、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說，“現(xiàn)在，客戶比我們還要積極，推動(dòng)我們進(jìn)行適用性研究。五年前，大部分客戶購買設(shè)備用于設(shè)計(jì)；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(jìn)行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實(shí)物的時(shí)間。任何形狀復(fù)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(shù)類型，除了SLA，常見的有熔融沉積造型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(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(shù)都被通俗地稱作3D打印。

許多種“耗材”都可使用3D打印：沙子、人造橡膠、塑料、金屬，甚至生物材料；3D打印的應(yīng)用范圍已經(jīng)滲入生物醫(yī)療、航空、汽車、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)行業(yè)，且仍在不斷拓寬。“就連美國(guó)海軍都購買了90臺(tái)機(jī)器用于航空領(lǐng)域的研發(fā)。”雷切特勒說。

全世界的實(shí)驗(yàn)室里，正在實(shí)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(shè)備；意大利的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正開發(fā)用于特種建筑的3D打印機(jī)，計(jì)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(tǒng)制造工藝，3D打印對(duì)材料的利用率也驚人。美國(guó)F-22猛禽戰(zhàn)斗機(jī)大量使用鈦合金結(jié)構(gòu)件，如使用傳統(tǒng)的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強(qiáng)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(shù)通過對(duì)金屬材料的燒結(jié)或熔化，直接生成出金屬零部件的發(fā)展趨勢(shì)，讓傳統(tǒng)制造業(yè)感受到巨大壓力。“如果在金屬材料上得到廣泛應(yīng)用，3D打印就可能引領(lǐng)新一輪工業(yè)革命。”華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院教授張海鷗預(yù)測(cè)說。

3D打印入選863計(jì)劃 國(guó)家撥付4000萬研究資金

科技部近日公布《國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、國(guó)家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域2014年度備選項(xiàng)目征集指南》，備受關(guān)注的3D打印產(chǎn)業(yè)首次入選。分析人士表示，這體現(xiàn)出國(guó)家層面的重視程度，國(guó)內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期。

撥付4000萬研究資金

《指南》中提到，要突破3D打印制造技術(shù)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，研制重點(diǎn)裝備產(chǎn)品，并在相關(guān)領(lǐng)域開展驗(yàn)證，初步具備開展全面推廣應(yīng)用的技術(shù)、裝備和產(chǎn)業(yè)化條件。設(shè)航空航天大型零件激光熔化成型裝備研制及應(yīng)用、面向復(fù)雜零部件模具制造的大型激光燒結(jié)成型裝備研制及應(yīng)用、面向材料結(jié)構(gòu)一體化復(fù)雜零部件高溫高壓擴(kuò)散連接設(shè)備研制與應(yīng)用、基于3D打印制造技術(shù)的家電行業(yè)個(gè)性化定制關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用示范4個(gè)研究方向，共撥付不超過4000萬研究資金。

產(chǎn)業(yè)將迎快速發(fā)展期

大同證券投資顧問付永翀表示，3D打印技術(shù)入選863計(jì)劃，特別是國(guó)家撥款經(jīng)費(fèi)支持產(chǎn)業(yè)的研究和發(fā)展，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)3D打印的重視程度。3D打印是一場(chǎng)制造技術(shù)的革命，是中國(guó)制造業(yè)升級(jí)的重要一環(huán)。3D打印技術(shù)經(jīng)過20余年的發(fā)展，在全球范圍內(nèi)已形成一個(gè)規(guī)模16.8億美元的新興產(chǎn)業(yè)，并以年均20%-30%的速度高速成長(zhǎng)。

金融界資深分析師馬小東認(rèn)為，3D打印技術(shù)具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等巨大優(yōu)勢(shì)，其大舉推廣有助于提升我國(guó)產(chǎn)品的科技含量。我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，但是產(chǎn)品的科技含量、產(chǎn)業(yè)附加值比較低，國(guó)際出口市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力較低，產(chǎn)業(yè)升級(jí)勢(shì)在必行。從中長(zhǎng)期看，3D產(chǎn)業(yè)具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間，隨著國(guó)家的扶持，國(guó)內(nèi)的3D打印產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展。

3D打印國(guó)產(chǎn)化之路

顏永年的遺憾是，1988年錯(cuò)過了芝加哥的一次工業(yè)展覽會(huì)，沒能親睹胡爾推出的世界第一臺(tái)的商用3D打印設(shè)備SLA250。同事帶回來一張SLA250宣傳頁，已令他唏噓不已。

與材料成型打了半輩子交道的顏永年，發(fā)現(xiàn)固有的知識(shí)被徹底顛覆，當(dāng)時(shí)在美國(guó)做訪問學(xué)者的他，迫切想一睹這臺(tái)機(jī)器的真容，無奈展覽已經(jīng)結(jié)束。

回國(guó)后，顏永年對(duì)3D打印念念不忘，相信這是未來制造業(yè)的重要趨勢(shì)。他安排學(xué)生開始做分層軟件的研究——進(jìn)行3D打印時(shí)，必須先用分層軟件將物件的數(shù)字三維模型進(jìn)行均等切分，然后分層輸出，分層打印。與此同時(shí)，顏永年發(fā)出很多封電子郵件，終于在1991年將美國(guó)德雷克賽爾大學(xué)教授杰克？卡布雷(Jack keveri