西安交大李涤尘教授:3D打印普及将推动生产生活方式深层演变
近年来,消费级3D打印设备在全球市场的销量快速增长。2025年,全球消费级3D打印机市场规模达到60亿美元,复合年增长率超过34%。中国企业贡献了约九成的出货量,其中超过九成销往海外市场。这一爆发式增长是增材制造领域近年最显著的进展之一,也是理解产业未来走向的重要切入点。
首先需要明确概念。消费级3D打印机是为个人用户和小型企业设计的增材制造设备,以操作简便、价格低廉为核心定位,主要用于艺术创作、教育培训、工业原型和个性化物品制作。其中销量最大的是FDM设备,即熔融沉积成型设备,使用热塑性聚合物,技术原理在30多年前已经确立。与工业级设备相比,消费级产品不追求精度和性能,而是将设计、制作、后处理的全流程实现自动化和简易化,让普通人也能在家完成制造。
这一轮增长有其特定的历史背景。随着易用性大幅提升,一批有制造需求的个人用户和创客被激活——3D打印设备可以解决零件短缺、个人爱好和家庭教育需求。同时设备价格持续下降,操作体验不断改善,两者叠加,推动了消费端市场的爆发式增长。这是中国制造在传统模式竞争中的又一次成功:技术上并无重大创新,而是商业模式与技术的良好结合。
与之前的发展阶段相比,本轮增长有本质差异。以往的工业级3D打印,以金属增材制造为代表,驱动力是高附加值产品的设计创新和结构性能提升,例如航空航天产品复杂结构的轻量化和高性能化。而本轮增长则完全不同,用户从企业变为个人,材料从金属变为塑料,目标从追求精度性能变为追求低价易用。这是面向普通人的制造能力的首次真正普及,满足了人们心智层面的“创造”需求。不过,这距离实用性的“创造”还有差距,因此仍属于“原型创造”,尚未达到“性能功能创造”。
一个有参考价值的类比是上世纪八九十年代计算机进入家庭的历程。计算机不再仅用于复杂计算,而是承担看电影、玩游戏、代替手写等日常功能。那次变革没有让每个人都成为程序员,但改变了人与信息的关系,并最终催生了整个数字经济生态。消费级3D打印的大规模普及,正在开启类似的进程:个人制造能力的觉醒,可能形成一种全新生态——在家就能制作产品,互联网上的设计数据可以下载、修改、标价出售,自制品既能满足自身需求,也可对外销售。未来人人都可能成为创造者,这不是愿景,而是这一进程的自然指向。
消费端创客生态的成长,对工业端已产生实质性的反哺。创客技术能力的积累为产业发展提供了潜在人才;部分创客的作品可能从个人爱好转化为市场商品,带来新的产业增长点。中国创客文化近年来有较大发展,随着居民收入和受教育程度持续提升,创客群体将越来越大。市场竞争推动设备价格进一步降低、服务生态更加完善;政府在教育培训和科技素质提升方面的投入,将培育更多民间创客。教育模式的变革和人才评价方式的改革,也将进一步促进创客群体的产生和成长。他们,是未来实现人人能创造的主力。
有几个现实问题值得关注。其一,标准制定亟需跟上。以中国目前在消费级市场的份额,应更主动地推动消费级3D打印技术标准的制定,争取国际标准话语权。我国已建立全国增材制造标准化技术委员会,但消费级装备相关标准仍然较少,相关企业应主动提出建议并推动技术论证,这一方向目前并无实质障碍,关键在于行动。其二,软件与材料短板需要补强。中国企业能够占据消费级市场,依靠的是自研软件、适配材料与低价定位的组合;随着企业资金积累,这些供应链短板可以逐步解决。其三,避免同质竞争。企业应以创新产品突出特色,形成差异化优势,走向高收益的良性发展模式,而非陷入价格战内耗。
从总体格局看,中国增材制造已实现高端与低端的共同发展——工业级市值最高的企业是中国的西安铂力特增材技术股份有限公司,消费级出货量方面,多家中国企业形成了数量优势。与此同时,美国在原理创新和应用创新上持续活跃,德国在设备制造质量上具有显著优势,这些都值得持续学习借鉴。已有的成绩是基础,认清差距才能走得更远。
3D打印的普及,将推动生产方式和生活方式的深层演变:产品由购买向自制延伸,物品由大批量制造向个性化制造迁移,生产由集中向分散演进。以福特汽车为代表的标准化大批量工业模式所形成的生活方式,或许将因此发生改变。这一进程是渐进的,但方向是清晰的。今天,人人会制造;未来,人人能创造。
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