近日，歐盟發(fā)布了一份關(guān)于工業(yè)級(jí)3D打印的全面報(bào)告，該報(bào)告的題目是《關(guān)于歐盟增材制造當(dāng)前和未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈和失去的能力（Identifying current and future application areas, existing industrial value chains and missing competences in the EU, in the area of additive manufacturing（3D printing））》。

這份報(bào)告是由一支龐大的歐盟專家團(tuán)隊(duì)編寫(xiě)的，視角遍及了整個(gè)歐盟范圍內(nèi)工業(yè)3D打印領(lǐng)域，總共有450頁(yè)那么長(zhǎng)。

據(jù)悉，就目前而言，歐盟區(qū)域內(nèi)3D打印的整環(huán)境還是相當(dāng)不錯(cuò)的，無(wú)論是專利、研究、3D打印服務(wù)和主要公司對(duì)其的投資都非?；钴S。但是同樣明顯的是，這些似乎更加集中在西歐地區(qū)，在投資分析的時(shí)候也能明顯地看到這一點(diǎn)。而且，盡管由于應(yīng)用和行業(yè)的區(qū)別各個(gè)地方3D打印發(fā)展?fàn)顩r各不相同，但是，該研究發(fā)現(xiàn)：德國(guó)、英國(guó)、荷蘭、法國(guó)、比利時(shí)、意大利、西班牙和瑞典等國(guó)已經(jīng)在幾個(gè)領(lǐng)域內(nèi)成為全球領(lǐng)導(dǎo)者?！霸谶@些重量級(jí)玩家當(dāng)中，德國(guó)的研究與技術(shù)組織和3D打印機(jī)制造商（以及在某些服務(wù)提供商）占據(jù)了中心地位。在金屬3D打印技術(shù)方面這一情勢(shì)尤為明顯。而且金屬3D打印已經(jīng)被視為歐洲經(jīng)濟(jì)的一支主要力量?！痹搱?bào)告說(shuō)。

更重要的是，西歐這些國(guó)家與東歐形成了鮮明的對(duì)比。除了波蘭以外，斯洛文尼亞、克羅地亞、斯洛伐克和捷克共和國(guó)等國(guó)“才剛剛開(kāi)始在這些研究部門(mén)發(fā)展能力。打印機(jī)制造商正在向東歐市場(chǎng)投資，但是目前仍然處于比較早期的階段。”專家說(shuō)。

此外，研究人員在醫(yī)療保健應(yīng)用領(lǐng)域、在基于粉末和線材的3D打印領(lǐng)域看到了非常積極的信號(hào)，尤其是在金屬3D打印技術(shù)方面歐洲已經(jīng)具備了全球競(jìng)爭(zhēng)力?！肮竞涂蒲袡C(jī)構(gòu)在這一領(lǐng)域相當(dāng)活躍，他們利用金屬粉末和線材來(lái)為航空工業(yè)打印模具和結(jié)構(gòu)件，而且也為很多行業(yè)打印各種工具。”他們說(shuō)。

但是，使是在那些主要?dú)W洲國(guó)家，3D打印技術(shù)的影響仍然比較有限。為此，專家們確定了10個(gè)比較接近市場(chǎng)（指其新產(chǎn)品和服務(wù)會(huì)在大約5年之內(nèi)商業(yè)化）的領(lǐng)域，并對(duì)所有這10個(gè)領(lǐng)域從價(jià)值鏈的角度進(jìn)行了分析。總體來(lái)看，這10條價(jià)值鏈都沒(méi)有被顛覆，這主要是因?yàn)?D打印技術(shù)的實(shí)施還正處于模式轉(zhuǎn)移階段。

“成熟”的3D打印領(lǐng)域

在這10個(gè)領(lǐng)域中，最“成熟”的工業(yè)應(yīng)用當(dāng)數(shù)3D打印手術(shù)規(guī)劃工具、硬質(zhì)惰性植入物、注塑模具和結(jié)構(gòu)性飛機(jī)零部件。該報(bào)告認(rèn)為，“這些（產(chǎn)品或服務(wù)）已經(jīng)進(jìn)入或正在進(jìn)入市場(chǎng)，它們主要得益于增材制造在短期小批量制造（主要是 產(chǎn)品優(yōu)化和定制化）方面的比較優(yōu)勢(shì)。”該報(bào)告稱。不過(guò)盡管已經(jīng)開(kāi)始影響產(chǎn)品，但是迄今為止它們的影響仍然是相當(dāng)有限的。然而，有些正在努力走向市場(chǎng)，即使是技術(shù)要求比較復(fù)雜的環(huán)境，比如航空航天業(yè)，有些結(jié)構(gòu)組件甚至已經(jīng)被安裝到了飛行器上。甚至有些傳統(tǒng)部門(mén)也出現(xiàn)了新動(dòng)向，比如有些OEM廠家開(kāi)始3D打印注塑模具，或者為大型渦輪機(jī)打印鈦金屬葉片等。

但即使在這些行業(yè)中，仍然可以看到重大的障礙。比如3D打印手術(shù)規(guī)劃應(yīng)用，仍然受制于人員缺乏訓(xùn)練、數(shù)字技能等，有些人甚至沒(méi)有意識(shí)到3D打印可以做什么。另外3D打印植入物則受制于認(rèn)證和監(jiān)管障礙，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍仍然比較小。3D打印金屬飛機(jī)組件和模具等同樣也面臨著監(jiān)管、認(rèn)證和知識(shí)壁壘，此外還有打印質(zhì)量不穩(wěn)定和表面質(zhì)量差，以及檢測(cè)和檢測(cè)技術(shù)不足等障礙。而且，缺乏高質(zhì)量的可3D打印金屬粉末，包括鋁、鎂和鈦等，也是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。

不過(guò)，這里同時(shí)也有很多機(jī)遇，尤其需要不同領(lǐng)域的人員進(jìn)行合作，比如材料和服務(wù)提供商，以及外科醫(yī)生、醫(yī)院和研究人員進(jìn)行跨領(lǐng)域合作等。

處于中間狀態(tài)的領(lǐng)域

該報(bào)告稱，這10個(gè)主要領(lǐng)域中有幾個(gè)一直處于“中間狀態(tài)”，包括汽車(chē)部件（包括結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性應(yīng)用）的3D打印技術(shù)和食品3D部件。這些應(yīng)用已經(jīng)到了原型階段，并且能夠看到市場(chǎng)和有興趣的消費(fèi)者，不過(guò)仍然沒(méi)有為批量制造做好準(zhǔn)備。

尤其是汽車(chē)3D打印技術(shù)，仍然受到效率、表面質(zhì)量和制造數(shù)量有限的限制。而且3D打印的內(nèi)飾仍然比傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的更貴，而后處理也會(huì)有問(wèn)題。“從這一點(diǎn)上說(shuō)，3D打印技術(shù)還沒(méi)為全面制造做好準(zhǔn)備。但新的發(fā)展正在發(fā)生，可以讓我們對(duì)于3D打印技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域里得應(yīng)用更加樂(lè)觀，比如像URBEE 2這樣3D打印汽車(chē)原型的出現(xiàn)?！痹搱?bào)告的主要作者之Pierre Padilla博士解釋說(shuō)。另外缺乏認(rèn)知和制造保守主義也阻礙了該技術(shù)的大規(guī)模采用。

與此同時(shí)，3D打印食品還需要更為周全的研究，需要適當(dāng)考慮食品安全、消費(fèi)習(xí)慣以及3D打印技術(shù)對(duì)食物本身的影響。更重要的是，與之相應(yīng)的食品法規(guī)還不存在。但再一次，專家們認(rèn)為，合作是使這些應(yīng)用更加完善的重要條件，尤其是科研中心和OEM廠商就汽車(chē)方面應(yīng)用進(jìn)行的研究。

不成熟和新出現(xiàn)的領(lǐng)域

這些領(lǐng)域包括紡織品3D打印（含鞋類）、3D打印家居飾品、備用零件制造和建筑3D打印等，它們都被認(rèn)為正處于起步階段。預(yù)計(jì)還需要好幾年才能達(dá)到一個(gè)成熟的生產(chǎn)階段，并有可能出現(xiàn)新的商業(yè)模式。

這其中關(guān)于備用零部件的3D打印制造一直很受人們的關(guān)注，但是研究人員發(fā)現(xiàn)目前關(guān)于3D打印零部件的配送網(wǎng)絡(luò)完全不存在。“所有的價(jià)值鏈目前都處于發(fā)展的早期階段：除了一些孤立的個(gè)案我們還沒(méi)發(fā)現(xiàn)一個(gè)清晰的供應(yīng)鏈?！毖芯咳藛T強(qiáng)調(diào)說(shuō)。此外，部件設(shè)計(jì)模型的可用性、質(zhì)量保證，以及零部件的可復(fù)制性都有問(wèn)題。即時(shí)這些都實(shí)現(xiàn)了，很多客戶也會(huì)懷疑3D打印的金屬部件是否能夠達(dá)到現(xiàn)有部件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而且就目前來(lái)說(shuō)一臺(tái)工業(yè)級(jí)的3D打印設(shè)備，尤其是金屬3D打印設(shè)備依然非常昂貴，這就造成3D打印部件從成本上說(shuō)就不現(xiàn)實(shí)?！拔覀冞€有很長(zhǎng)的路要走。”P(pán)adilla博士說(shuō)。

其他應(yīng)用同樣有類似的礙。比如建筑3D打印面臨著機(jī)器人技術(shù)、材料和監(jiān)管的方面的挑戰(zhàn)；紡織品和鞋類部門(mén)被視為缺乏必要的知識(shí)，包括材料和CAD軟件，而且紡織品3D打印也沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。盡管3D打印家居飾品（包括燈具）是一個(gè)有需求支持的領(lǐng)域，但是這個(gè)市場(chǎng)被認(rèn)為太小——面臨著過(guò)高的價(jià)格、技術(shù)和材料方面的限制。

那么需要做什么才能解決這些問(wèn)題？坦率地說(shuō)，很多。3D打印備品備件的情況最為典型，說(shuō)明要走向3D打印的成功還需要大量的工作，包括整個(gè)供應(yīng)鏈都需要進(jìn)行廣泛的研究合作。

 

障礙與壁壘

當(dāng)我們像這樣羅列的時(shí)候，看上去工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)還沒(méi)有準(zhǔn)備好出現(xiàn)在歐洲的聚光燈下，而且從許多方面來(lái)看確實(shí)如此。在3D打印技術(shù)真正能夠?qū)崿F(xiàn)它的附加價(jià)值之前，包括歐盟、立法者、研究人員和公司等各個(gè)方面都有很多工作要做。  

具體地說(shuō)，在制造行業(yè)中缺乏對(duì)于材料和3D打印技術(shù)的了解是最常見(jiàn)的障礙之一。這導(dǎo)致了擁有3D打印技能的人才不足、無(wú)法將該技術(shù)帶到需要的地方。而且其成本和后處理解決方案仍然需要大大提升。  

另外不可否認(rèn)的是，材料（特別是金屬粉末）正擋在3D打印革命前面的道路當(dāng)中。尤其是鋁、鈦、鎂這三種材料，幾乎不在歐洲制造，大部分進(jìn)口自中國(guó)，但是這些粉末的大部分都沒(méi)辦法通過(guò)優(yōu)化用于3D打印。這將帶來(lái)很大的制造、質(zhì)量和表面精度方面的挑戰(zhàn)。研究人員認(rèn)為，專用3D打印粉末的開(kāi)發(fā)將有利于工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)的應(yīng)用。  

總的來(lái)說(shuō)，這份報(bào)告對(duì)于3D打印技術(shù)在歐洲經(jīng)濟(jì)和工業(yè)中的作用還是相當(dāng)樂(lè)觀的，并在最終提供了一系列推動(dòng)目標(biāo)。其中包括需要進(jìn)行跨領(lǐng)域的協(xié)作、對(duì)人力資源的培訓(xùn)、新材料的研發(fā)、廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化和認(rèn)證、相匹配的商業(yè)模式、如何創(chuàng)造有效的需求等。  

這份報(bào)告是由IDEA Consult公司聯(lián)合芬蘭VTT技術(shù)研究中心、AIT奧地利技術(shù)研究所與CECIMO為歐洲聯(lián)盟委員會(huì)編寫(xiě)的。