3D打印：中关村未来制造业蓝图

　　 前后，左右，一个点，一条线，一个网格，一层层网格的叠加……眼前这个神奇的桌面3D打印机，在记者采访的时候，一直在默默地重复着这些看似单调的轮回，然而，两个小时的采访结束后，它已经将一款黄色的iPhone手机背壳“交”给了记者。

　　这台来自中关村企业――太尔时代科技有限公司的“小神器”，诞生于2010年，它有个响亮的名字“UP!”。由于它的身材精致，打印出的实物成型层厚在0.15至0.4毫米，打印物件体积在140毫米之内，目前定价1万元人民币，已经在海外市场创造了不菲的业绩。

　　值得一提的是，这个小家伙还有几位身材魁梧的兄长。如果要打印体积大于140毫米的物件，就要靠这些“哥哥”级的3D打印机了，我国航天员出舱服模型就是它们曾经骄傲的业绩。而且，在去年的“京交会”上，这帮“兄弟”还交到了一位好朋友――来自北京数码大方科技有限公司的CAXA软件。有了好朋友的帮助，它们不仅可以打印出网上各类三维图形，还能将操作者用CAXA软件绘制出的各种应用于机械工业和制造业的零部件和工业品模型都一一呈现。为了帮助来自太尔的朋友扩大打印范围，CAXA也在进行了广泛深入的调研之后，有针对性地进行了软件的改造升级。双方的携手，成为中关村未来制造业产业联盟自去年成立以来的一个范例。

　　3D打印让工业图形立体化

　　最近来找郭戈的风投特别多。他是清华大学的高材生，硕士时便师从清华大学机械工程系教授颜永年研究3D打印技术研发。2003年博士一毕业，他就创办了太尔时代，成为3D打印机的生产商。这个一直低调地从事着快速成型技术与设备研发的企业，以工业型3D打印机作为起跑点，默默进军海外市场多年。20万-50万元之间的定价似乎也将太尔时代产品知名度一直锁定在企业圈中。不过，最近3年，太尔时代切入消费型3D打印机，吸引了更多的眼球。2012年年底，美国MAKE杂志评选最佳3D打印机，太尔时代的UP!三维打印机荣登榜首。

　　在郭戈看来，3D打印机的制造过程与许多传统机械制造相比并不繁复，只属于机械制造业中的小行业，但其能完成的任务复杂程度，却是无可替代的。通过将复杂的三维实体，降维成二维层片，逐层打印、堆叠，能够完成传统成型技术无法实现的许多造型细节，尤其是深入内部的镂空设计。而打印精度，则体现为二维层片的无限趋薄。这些优势都让郭戈对3D打印市场充满信心。

　　不过，几年来，郭戈也发现，购买工业级产品的企业用户，大多用来进行产品研发，如外观设计和内部结构改良――它们对3D原型打印的精度要求都不苛刻。虽然太尔时代的机器已能打印一些初级、可直接应用的塑料结构件，但客户还是更倾向于将3D打印机作为设计或研发部门的标配，并未投入制造环节。市场培育与爆发，尚待时日。

　　软件支持让3D打印专业化

　　说到制造环节，其实，太尔时代已享受到直接打印零部件给生产流程带来的便利。目前在UP!上应用的许多塑料配件，都是自行打印。好处在于，小批量生产可配合多个版本设计，随时进行改进、迭代。至于面向大众消费的3D打印市场，郭戈猜测，三维设计软件的普及程度，将成为决定市场发展的关键。

　　没有设计图，3D打印无从谈起。“工业软件被誉为工业化与信息化融合的切入点和粘合剂，在发展实体经济、推动工业化和信息化‘两化融合’方面具有举足轻重的作用。”据CAXA技术总监刘爱军介绍，目前国内的新型工业正在实现信息技术与工业的深度融合，现在工业产品设计以及制造正在以全新的方式呈现，“数字设计和智能制造”技术在新型工业中扮演着核心的角色。

　　在CAXA出现之前，数字设计的软件市场完全被美国的AutoCAD占据，设计师们只能使用进口软件绘制中国的图纸。而CAXA的出现打破了AutoCAD的垄断。目前，数码大方的数字设计软件市场占有率已经达到30%-40%。

　　基于国内数字设计软件和3D打印机的技术支持，一些制造企业已经开始在这种新兴的产业链中受益。例如，手机厂商中兴通讯就在利用3D打印机为手机图纸打出手机模型，在使用3D打印机之前，企业将图形外发手板厂，因为是全手工制作，一个模型的完工周期大约为两周，成本至少3000元，而采用数字设计软件设计，并采用3D打印的方式，不仅3小时内就可以将手机模型打印出来，且花费不过20元。

　　未来制造编织美丽蓝图

　　设计软件可以进行三维设计，3D打印机可以立体成形，那么，打印的模具是否合格？检测环节就凸显了中关村企业优纳科技的本领。“我们的检测速度比索尼公司的时间提高了30%。”优纳科技董事长郑众喜说，未来制造业精度和速度十分关键，优纳科技的检测系统可以检查产品电路板，零件的错误、焊点的差错甚至偏移都会被系统检出。苹果手机的生产线之所以采用该公司的检测技术，就是因为他们在精度和速度方面棋胜一筹。

　　对于未来制造业发展，中关村管委会有关负责人表示，这将是高技术服务业与高端制造业融合。“数字设计―打样―开模―智能生产”，中关村示范区企业用先进的技术和设备串起了这条新型产业链。

　　目前，中关村在未来制造业主要产业链环节已经具备较好的基础，产业融合态势及个性化定制生产的新兴业态在中关村初现端倪。在新材料领域，有中科院化学所、钢铁研究总院等大院大所，也有中科纳通、国能纳米、北印中源科技等进行前沿材料研究的企业，为中关村未来制造业发展奠定基础。在智能制造领域，北京航空航天大学、机械科学研究总院等已获得快速成型等智能装备的技术突破，优纳科技生产的基于图像识别技术的质量检测机器人已使用在苹果产品生产线上，太尔时代生产的3D打印设备已取得一定市场份额。在软件方面，数码大方是最大的国产工业软件供应商。中关村鼓励联盟协同创新，吸引更多的企业加入，不断探索未来制造业发展的新模式。

　　2012年年底，中关村未来制造业产业技术国际创新战略联盟由京城控股、北新建材、数码大方、优纳科技等34家核心企业和院所发起成立。该联盟充分发挥中关村优势，汇聚在数字化设计、智能制造和新材料等行业上下游的技术领先企业。正像该联盟发起单位、CAXA总裁雷毅所希望的那样，中关村未来制造业必将在第三次工业革命中独占鳌头！