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

這份報告是由一支龐大的歐盟專家團(tuán)隊編寫的，視角遍及了整個歐盟范圍內(nèi)工業(yè)3D打印領(lǐng)域，總共有450頁那么長。

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)不錯的，無論是專利、研究、3D打印服務(wù)和主要公司對其的投資都非?；钴S。但是同樣明顯的是，這些似乎更加集中在西歐地區(qū)，在投資分析的時候也能明顯地看到這一點。而且，盡管由于應(yīng)用和行業(yè)的區(qū)別各個地方3D打印發(fā)展?fàn)顩r各不相同，但是，該研究發(fā)現(xiàn)：德國、英國、荷蘭、法國、比利時、意大利、西班牙和瑞典等國已經(jīng)在幾個領(lǐng)域內(nèi)成為全球領(lǐng)導(dǎo)者?！霸谶@些重量級玩家當(dāng)中，德國的研究與技術(shù)組織和3D打印機制造商（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)方面這一情勢尤為明顯。而且金屬3D打印已經(jīng)被視為歐洲經(jīng)濟的一支主要力量。”該報告說。

更重要的是，西歐這些國家與東歐形成了鮮明的對比。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等國“才剛剛開始在這些研究部門發(fā)展能力。打印機制造商正在向東歐市場投資，但是目前仍然處于比較早期的階段。”專家說。

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，尤其是在金屬3D打印技術(shù)方面歐洲已經(jīng)具備了全球競爭力。“公司和科研機構(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。

但是，使是在那些主要歐洲國家，3D打印技術(shù)的影響仍然比較有限。為此，專家們確定了10個比較接近市場（指其新產(chǎn)品和服務(wù)會在大約5年之內(nèi)商業(yè)化）的領(lǐng)域，并對所有這10個領(lǐng)域從價值鏈的角度進(jìn)行了分析。總體來看，這10條價值鏈都沒有被顛覆，這主要是因為3D打印技術(shù)的實施還正處于模式轉(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)性飛機零部件。該報告認(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，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?！痹搱蟾娣Q。不過盡管已經(jīng)開始影響產(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，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)部門也出現(xiàn)了新動向，比如有些OEM廠家開始3D打印注塑模具，或者為大型渦輪機打印鈦金屬葉片等。

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，有些人甚至沒有意識到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打印金屬飛機組件和模具等同樣也面臨著監(jiān)管、認(rèn)證和知識壁壘，此外還有打印質(zhì)量不穩(wěn)定和表面質(zhì)量差，以及檢測和檢測技術(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，也是一個關(guān)鍵的問題。

不過，這里同時也有很多機遇，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

該報告稱，這10個主要領(lǐng)域中有幾個一直處于“中間狀態(tài)”，包括汽車部件（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，并且能夠看到市場和有興趣的消費者，不過仍然沒有為批量制造做好準(zhǔn)備。

尤其是汽車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，而后處理也會有問題。“從這一點上說，3D打印技術(shù)還沒為全面制造做好準(zhǔn)備。但新的發(fā)展正在發(fā)生，可以讓我們對于3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域里得應(yīng)用更加樂觀，比如像URBEE 2這樣3D打印汽車原型的出現(xiàn)。”該報告的主要作者之Pierre Padilla博士解釋說。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，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、消費習(xí)慣以及3D打印技術(shù)對食物本身的影響。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)計還需要好幾年才能達(dá)到一個成熟的生產(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。“所有的價值鏈目前都處于發(fā)展的早期階段：除了一些孤立的個案我們還沒發(fā)現(xiàn)一個清晰的供應(yīng)鏈?！毖芯咳藛T強調(diào)說。此外，部件設(shè)計模型的可用性、質(zhì)量保證，以及零部件的可復(fù)制性都有問題。即時這些都實現(xiàn)了，很多客戶也會懷疑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)。而且就目前來說一臺工業(yè)級的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就不現(xiàn)實。“我們還有很長的路要走?！盤adilla博士說。

其他應(yīng)用同樣有類似的礙。比如建筑3D打印面臨著機器人技術(shù)、材料和監(jiān)管的方面的挑戰(zhàn)；紡織品和鞋類部門被視為缺乏必要的知識，包括材料和CAD軟件，而且紡織品3D打印也沒有經(jīng)過驗證。盡管3D打印家居飾品（包括燈具）是一個有需求支持的領(lǐng)域，但是這個市場被認(rèn)為太小——面臨著過高的價格、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題？坦率地說，很多。3D打印備品備件的情況最為典型，說明要走向3D打印的成功還需要大量的工作，包括整個供應(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候，看上去工業(yè)級3D打印技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好出現(xiàn)在歐洲的聚光燈下，而且從許多方面來看確實如此。在3D打印技術(shù)真正能夠?qū)崿F(xiàn)它的附加價值之前，包括歐盟、立法者、研究人員和公司等各個方面都有很多工作要做。  

具體地說，在制造行業(yè)中缺乏對于材料和3D打印技術(shù)的了解是最常見的障礙之一。這導(dǎo)致了擁有3D打印技能的人才不足、無法將該技術(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，但是這些粉末的大部分都沒辦法通過優(yōu)化用于3D打印。這將帶來很大的制造、質(zhì)量和表面精度方面的挑戰(zhàn)。研究人員認(rèn)為，專用3D打印粉末的開發(fā)將有利于工業(yè)級3D打印技術(shù)的應(yīng)用。  

總的來說，這份報告對于3D打印技術(shù)在歐洲經(jīng)濟和工業(yè)中的作用還是相當(dāng)樂觀的，并在最終提供了一系列推動目標(biāo)。其中包括需要進(jìn)行跨領(lǐng)域的協(xié)作、對人力資源的培訓(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)盟委員會編寫的。