3D打印技術通過對金屬材料的燒結或熔化
，直接生成出金屬零部件的發展趨勢，讓傳統製造業感受到巨大壓力。“如果在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就可能引領新一輪工業革命。”華中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說。

  3D打印挑戰中國

   雖然對第三次工業革命何時到來
，國內各界仍普遍持謹慎態度。然而，3D打印
、人工智能、新材料、新一代信息技術等一係列關鍵技術的成熟和產業化，都透露出新一輪工業革命並非空穴來風。

   傳統製造業的國際分工格局
，正逐漸被新技術帶來的分散化生產以及消費者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機之後，那些走向產業空心化的國家深刻認識到製造業對於國民經濟的重要性，遂寄望於新技術將製造業拉回。

   如果未來在以3D打印為代表的數字化製造技術上失去話語權，中國製造業將遭遇殘酷的打擊：傳統的製造手段和生產模式將被取代；人力成本低廉等比較優勢必然喪失
；中國企業躑躅於產業鏈低端的現實將進一步惡化。

   而中國是否能抓住這一輪技術創新的機遇
，很大程度上是在逼問中國是否有能力改革現有的創新體係。

   顏永年決心最後一搏。74歲的他，在2012年創立了昆山永年先進製造技術有限公司，並出任董事長，為此，他把家從北京搬到了昆山陽澄湖邊。

   相比創辦企業，顏永年在學術上的成就已有定論
，正是他在清華大學任教時把3D打(da)印(yin)的(de)概(gai)念(nian)和(he)早(zao)期(qi)技(ji)術(shu)引(yin)入(ru)國(guo)內(nei)。在(zai)顏(yan)永(yong)年(nian)看(kan)來(lai)
，製(zhi)造(zao)科(ke)學(xue)如(ru)果(guo)脫(tuo)離(li)了(le)產(chan)業(ye)化(hua)

，含(han)金(jin)量(liang)就(jiu)大(da)打(da)折(zhe)扣(kou)，因(yin)此(ci)退(tui)休(xiu)五(wu)年(nian)後(hou)
，他(ta)仍(reng)打(da)算(suan)實(shi)現(xian)在(zai)校(xiao)任(ren)教(jiao)時(shi)未(wei)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)心(xin)願(yuan)——辦一家完全市場化的公司，將研究成果產業化
，3D打印就是那項昭示未來的研究成果。

   3D打印，是增材製造的俗稱，其核心是數字化、智能化製造與材料科學的結合。與傳統上對原材料進行切削的減材製造方法正相反
，3D打印的過程好比用磚頭砌牆
，逐層增加材料
，最終形成物件。

   以3D打印為代表的數字化製造技術，被《經濟學人》雜誌認為是引發第三次工業革命的關鍵因素，“其將改寫製造業的生產方式，進而改變產業鏈的運作模式”。

   首先，數字化製造技術將大大減少直接從事生產的操作工人，勞動力所占生產成本比例隨之下降。此外，數字化製造的個性化
、kuaijiexinghedichengbennenggougengkuaidishiyingbendishichangxuqiudebianhua，baokuomanzuxiaopiliangchanpindeshengchanxuqiu。zhexiedoucushifadaguojiagulichangshangbabufenzhizaoyeqianhuibenguo
，duizhongguozheyangdechuantongzhizaoyedaguowuyiqiaoxianglejingzhong。

   不過，中國在3D打印方麵的理論研究和嚐試並不算晚。富庶而開放的江浙一帶已有不少企業在運用這項技術，僅昆山一地，就有20餘家企業利用3D打印為周邊發達的產業集群提供設計打樣服務。

   而距昆山1.4萬多公裏的美國紐約，有著3D雲打印之稱的Shapeways正忙著搬家，將其運營重心從荷蘭移至紐約。Shapeways在皇後區占地2.5萬平方米的工廠取名為“未來工廠”，這是全世界規模最大的3D打印工廠。2012年10月18日，在工廠開業儀式上，紐約市長邁克爾·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀，就是3D打印製造。隔河相望的曼哈頓區，聚集了眾多年輕的3D打印企業。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍觀察
，即使在2008年金融危機後

，這些企業仍保持快速發展。

   自從工廠出現以來，產品與消費者之間的距離從未如此接近過。3D打印給消費者帶來了在大規模生產和個性化製造之間進行選擇的自由。如果你想要一個與自己相貌一樣的玩偶

，用3D打印機製作
，成本可能隻要100元
；如果委托工廠
，也許要花1萬元。

   業內人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網頁瀏覽器一樣，是一個嶄新的市場從萌芽期進入成長期的轉折點。雖然3D打印技術目前尚未顛覆傳統製造業——傳統製造業的規模效應依然占據優勢，但前者正慢慢搶走市場份額。

   工信部已經嗅出了危機的味道。2012年12月14日，工信部副部長蘇波在增材製造技術國際論壇上透露
，中國將提速3D打印技術的研發和產業化。這一信息標誌著3D打印正式納入了中國工業主管部門的視野。

   革新的號角

   美國3D打印設備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創始人，查爾斯·胡爾(Charles W. Hull)比顏永年小1歲


，他至今仍管理著公司，擔任執行副主席一職，還是公司的首席技術官。

   1982nian，zaiyijiaziwaixianshebeishengchanqiyerenzhidehuer，changshibaguangxuejishuyingyongyukuaisuchengxinglingyu。tajiangyizhongyetaiguangminshuzhidaorudarongqizhong，zairongqilifangzhiyigeshengjiangpingtai，rongqishangfangdeziwaijiguangqigenjujisuanjizhilingzhaosheyemian，suodaozhichu，cailiaohuifashengguangjuhefanying
，xunsucongyetaizhuanbianweigutai
，dangyicengdayinwanchenghou，weibeizhaoshededifangrengbaochiyetai，cishizaiyemianyixia0.05毫米-0.15毫米的升降平台會下降一層，激光器開始打印第二層。這個過程不斷重複

，直到整個物件製造完畢。這項立體光刻(SLA)技術就是最早的3D打印。
   
    胡爾於1986年申請了專利


，並成立3D Systems公司。“30年前發明這項技術時，我們覺得這對製造業來說是一個機會。”胡爾的合夥人
、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對《財經》記者說
，“現在，客戶比我們還要積極，推動我們進行適用性研究。五年前，大部分客戶購買設備用於設計；從兩年前開始，有一半的客戶用在了直接製造上。”

   3D打da印yin不bu需xu要yao模mo具ju，可ke以yi直zhi接jie進jin行xing樣yang品pin原yuan型xing製zhi造zao，因yin而er大da大da縮suo短duan了le從cong圖tu紙zhi到dao實shi物wu的de時shi間jian。任ren何he形xing狀zhuang複fu雜za的de零ling件jian，都dou可ke以yi被bei分fen解jie為wei一yi係xi列lie二er維wei製zhi造zao的de疊die加jia。

   這種快速製造的理念還衍生出多種不同的技術類型，除了SLA，常見的有熔融沉積造型(FDM)、選擇性激光燒結(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(26075,-435.00,-1.64%)、塑料(10930,50.00,0.46%)、金屬，甚至生物材料；3D打印的應用範圍已經滲入生物醫療


、航空、汽車
、工業設計等多個行業
，且仍在不斷拓寬。“就連美國海軍都購買了90台機器用於航空領域的研發。”雷切特勒說。

   全世界的實驗室裏，正在實踐一些更具雄心的想法：澳大利亞的研究人員加快了製造金屬零件的速度，試製出打印汽車金屬零部件的設備
；意大利的一個研究團隊正開發用於特種建築的3D打印機，計劃使用月球塵埃為材料，在月球上快速建造人類基地。

   除了省去製造模具的成本以外，相比傳統製造工藝
，3D打印對材料的利用率也驚人。美國F-22猛禽戰鬥機大量使用鈦合金結構件
，如使用傳統的整體鍛造方法，最大的鈦合金整體加強框材料利用率不到4.9%，使用3D打印利用率接近100%。

   3D打印技術通過對金屬材料的燒結或熔化，直接生成出金屬零部件的發展趨勢，讓傳統製造業感受到巨大壓力。“如果在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就可能引領新一輪工業革命。”華中科技大學機械科學與工程學院教授張海鷗預測說。

   中國研發曲折

   顏永年的遺憾是，1988年錯過了芝加哥的一次工業展覽會，沒能親睹胡爾推出的世界第一台的商用3D打印設備SLA250。同事帶回來一張SLA250宣傳頁
，已令他唏噓不已。

   與yu材cai料liao成cheng型xing打da了le半ban輩bei子zi交jiao道dao的de顏yan永yong年nian
，發fa現xian固gu有you的de知zhi識shi被bei徹che底di顛dian覆fu
，當dang時shi在zai美mei國guo做zuo訪fang問wen學xue者zhe的de他ta
，迫po切qie想xiang一yi睹du這zhe台tai機ji器qi的de真zhen容rong
，無wu奈nai展zhan覽lan已yi經jing結jie束shu。

   回國後，顏永年對3D打印念念不忘，相信這是未來製造業的重要趨勢。他安排學生開始做分層軟件的研究——進行3Ddayinshi
，bixuxianyongfencengruanjianjiangwujiandeshuzisanweimoxingjinxingjundengqiefen
，ranhoufencengshuchu，fencengdayin。yucitongshi，yanyongnianfachuhenduofengdianziyoujian，zhongyuzai1991年將美國德雷克賽爾大學教授傑克·卡布雷(Jack keverian)邀請到清華大學講學，隨後又到西安交通大學和上海交通大學[微博]等多所高校傳播“快速製造”的理念和技術。

   中國3D打印研究的序幕由此拉開
，像許多科研領域一樣，大學和科研院所比企業對技術創新的潮流更為敏感，因而最先啟動：清華大學、西安交通大學
、華中科技大學與北京隆源自動成型係統有限公司，以技術引進為主，迅速形成了國內“三校一企”的3D打印研究陣營。

   這一格局也映射出了中國科技創新的普遍現象：原發性的創新缺失，仍處於以跟蹤模仿和消化吸收引進技術為主的階段。

   上世紀90年代初，一台3D打印設備價格100多萬元，在清華任教的顏永年拿不出這筆錢。

   在國內
，啟動像3D打(da)印(yin)這(zhe)樣(yang)從(cong)零(ling)開(kai)始(shi)的(de)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)難(nan)度(du)很(hen)大(da)，研(yan)究(jiu)者(zhe)必(bi)須(xu)給(gei)出(chu)充(chong)分(fen)的(de)預(yu)期(qi)成(cheng)果(guo)和(he)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)論(lun)證(zheng)
，更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)，要(yao)具(ju)備(bei)一(yi)定(ding)的(de)前(qian)期(qi)研(yan)究(jiu)基(ji)礎(chu)，否(fou)則(ze)

，科(ke)技(ji)主(zhu)管(guan)部(bu)門(men)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)為(wei)之(zhi)立(li)項(xiang)並(bing)給(gei)予(yu)相(xiang)應(ying)經(jing)費(fei)。

   由於項目麵臨諸多的不確定性，當時顏永年也沒有說服學校領導，將3D打印作為一個重點項目來支持。而國內企業大部分還在忙於追趕傳統製造業工藝和技術，亦難以顧及如此前沿的領域。

   在這種情況下
，課題組隻好自己組建實驗室。1992年，顏永年發動課題組，截流了原本可作獎金發放的經費，耗盡以前“科研收益的積蓄”，興建了一座簡易的3D打印實驗室。

   幸運的是，一家代理3D Systems產品的香港公司正期望獲得核心控製軟件的經驗
，雙方各取所需，成立了中國第一家快速成型設備公司——北京殷華激光快速成型與模具技術有限公司(下稱北京殷華)。清華提供智力支持，香港公司提供一台SLA250設備。與胡爾的機器失之交臂三年後，顏永年見到了真東西。

   在取得初步研究成果後
，課題組終於陸續獲得了國家自然科學基金、國家“863”計劃、國家攻關計劃項目的經費支持。

   然而
，彼時這一產業在國外正經曆低潮期，全球總產值在10億美元水平徘徊多年。經過一段時間後，部委機構的熱情漸冷，投入3D打印領域的研究經費大減，中國3D打印基礎研究放緩。2003年左右，顏永年也將研究重點轉向了國家當時大力推動的重型壓機領域，僅留下小部分研究力量繼續開發3D打印技術。

   經費的減少，亦讓華中科技大學和西安交通大學的3D打印科研團隊感到了寒意

，好在其分別成立了校辦企業

，經營收入反哺科研，研究得以延續。

   九年之後，3D打印悄然成為2012年全球最熱門的科技名詞。

   怠誤市場轉機

   3D打印市場徘徊多年的主要原因在於：在zai工gong業ye級ji應ying用yong上shang
，這zhe項xiang技ji術shu仍reng欠qian缺que強qiang度du和he精jing度du，而er且qie，工gong業ye級ji設she備bei和he原yuan材cai料liao比bi較jiao昂ang貴gui，因yin此ci，在zai產chan業ye化hua初chu期qi，這zhe項xiang技ji術shu更geng為wei適shi合he新xin產chan品pin的de開kai發fa和he小xiao批pi量liang零ling件jian的de生sheng產chan。

   摸索到這一方向的國外企業，開始將定位從高端、工業級客戶群體

，擴寬到那些追趕潮流的消費者。正是對精度要求不高，但追求快捷、低成本的客戶群
，促進了其商業化的蓬勃發展。

   近五年，全球有多家小型創業公司利用開源的計算機軟件
，製造出可放在個人電腦桌上的3D打印機，並將價格降低至2000美元以下。利用這些開源技術，技術發燒友也能DIY出個性化的3D打印機。

   胡爾和他的公司3D Systems在2012年5月就研發出一款新型打印機“立方體”(Cube)，打開了日常消費市場。顧客無須學習複雜的3D設計軟件
，便可直接打印如棋子
、首飾
、廚具等物品。這些日常用品本來多是在中國等發展中國家加工生產。

   然而，這一市場的風向轉機
，並沒有被中國的3D打印企業準確把握。多數院校體係的企業仍專注於工業設計領域。而“三校一企”中的企業——北京隆源自動成型係統有限公司則致力於為軍工和少量發動機領域提供服務。

   具有清華大學背景的北京太爾時代科技有限公司(下稱太爾時代)是調整了產品技術方向的極少數企業
，“通過與市場接觸
，發現小型設備在當前更具有市場推力”。其副總經理顏旭濤介紹，2011年，太爾時代售出小型機3000多台，2012年增長更快。

   而在江浙一帶勇於嚐試新鮮事物的企業，大多數屬於並不具備研發實力的中小企業。它們能做的，不過是購置幾台工業級3Ddayinji，xiangtigongfuyinfuwudebianlidianyiyang，weikehutigongdayangdengfuwu。yeyouyixieyouyexindeqiyehuicongguowaijinkouhexinbujian
，zuojikuanyangji，huozhemofangjinkoude3D樣機做逆向研發。

   小型3D打印機已激增為一塊“看得見的”市場
，同時

，也帶動工業級3D打印機市場逐漸有了起色。快速製造領域國際權威報告《沃勒斯報告2012》顯示，截至2011年
，全球累計銷售4.9萬台工業級3D打印機，其中近四分之三由美國製造，以色列和歐洲各國的份額分別為9.3%和10.2%
，中國生產的設備僅占3.6%，與日本相當。而全球領先的六家3D打印設備製造公司
，2008年銷售收入達6.96億美元，占行業總收入近60%。

   此時，歐美充滿活力的3D打印企業，不僅在技術上嚐新，而且在商業模式上也有創意。

   2007年由飛利浦提供啟動資金的Shapeways
，令人矚目的就是它“雲打印”概念的O-O(線上線下)商業模式。它像Facebook一樣打造自己的用戶社區，社區集銷售、定製
、設計於一體：顧客可以在網上選定產品的三維設計方案，或直接上傳自己設計好的3D模型，並選擇材料
，支付一定費用後，Shapeways會用3D打印機將其製造出來並郵寄上門。截至2012年6月，該公司累計打印超過100萬件產品；其製造社區中有超過6000家提供設計服務的商家和個人
；還有15萬活躍用戶。

   Shapeways以技術和新的商業模式先後贏得三輪融資

，總金額超過1700萬美元
，由此實現了其在紐約創辦“未來工廠”的夢想。

   由於3D打印在美國製造業的巨大應用潛力清晰顯現，美國總統奧巴馬2011年宣布
，並在2012年國情谘文中重申：政府計劃每年向先進製造技術投資5億美元，並在四年後
，提高到每年10億美元，以提升美國的領先地位。

   中國的科研
、工業界也開始重新審視思考這一技術。2012年，顏永年重返3D打印領域，他發現最大的變化是：“以前需要跟政府官員講解半天什麼是3D打印，現在省了不少口舌。”

   共性技術缺失：產研學錯位

   太爾時代
，是2003年顏永年和幾個學生湊錢成立的。限於清華教授的身份，顏當時未直接參與運營，其子顏旭濤是公司副總經理。

   在攻克小型3D打印FDM設備時，太爾時代遇到了如何能讓噴頭順暢、穩定地出絲，如何提高精度，如何增加可打印材料的多樣性等問題；而工業級3D打印機的研製中難啃的骨頭更多：材料、微滴噴射技術和激光技術等，這些被業內人士稱為“共性技術”。

   事實上，不僅是3D打印企業，中國目前產業升級碰到的核心瓶頸，就源於產業共性技術的嚴重缺失。

   所謂共性技術是指那些蘊含潛在機會——可以在多個產業中廣泛應用——的de技ji術shu或huo工gong藝yi
，它ta既ji是shi基ji礎chu研yan究jiu邁mai向xiang市shi場chang應ying用yong的de第di一yi步bu，又you具ju有you被bei一yi個ge產chan業ye或huo多duo個ge產chan業ye共gong享xiang的de潛qian力li。可ke見jian，共gong性xing技ji術shu的de突tu破po
，與yu基ji礎chu研yan究jiu和he應ying用yong研yan究jiu皆jie密mi不bu可ke分fen。

   在zai發fa達da國guo家jia的de創chuang新xin體ti係xi中zhong，大da學xue主zhu要yao進jin行xing基ji礎chu研yan究jiu，研yan究jiu所suo側ce重zhong於yu共gong性xing技ji術shu研yan究jiu
，企qi業ye主zhu要yao致zhi力li於yu應ying用yong性xing研yan究jiu和he最zui後hou的de產chan品pin化hua，產chan研yan學xue三san方fang在zai市shi場chang機ji製zhi下xia合he作zuo互hu補bu。但dan在zai中zhong國guo
，這zhe三san者zhe的de關guan係xi，卻que呈cheng現xian出chu錯cuo位wei競jing爭zheng的de局ju麵mian，致zhi使shi科ke研yan與yu產chan業ye嚴yan重zhong脫tuo節jie。

   從大學來講
，對基礎研究的熱情正在下降。基礎研究
，是原始創新的基礎，它意味著人才的培養、數(shu)據(ju)和(he)成(cheng)果(guo)的(de)積(ji)累(lei)。中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)戰(zhan)略(lve)研(yan)究(jiu)院(yuan)常(chang)務(wu)副(fu)院(yuan)長(chang)王(wang)元(yuan)稱(cheng)，基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)和(he)前(qian)沿(yan)技(ji)術(shu)的(de)布(bu)局(ju)，關(guan)係(xi)一(yi)個(ge)國(guo)家(jia)十(shi)年(nian)二(er)十(shi)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)
，因(yin)此(ci)穩(wen)定(ding)持(chi)續(xu)的(de)投(tou)入(ru)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。

   然而，1999年後

，中國的基礎研究占研究與試驗發展經費(R&D)支出的比例一直呈下降趨勢。2005年至2010年，這一比例從5.36%降至4.59%，而美國基礎研究經費始終占R&D總支出10%以上，經濟合作與發展組織成員國中，法國、澳大利亞
、瑞士均在20%以上。

   與此同時
，中國的大學越來越熱衷於應用研究
，且伸長手腳
，自辦企業。3D打印產業就呈現出濃厚的“高校軍團”的色彩：除清華大學的北京殷華外，西安交通大學派生出陝西恒通智能機器有限公司，武漢濱湖機電技術產業有限公司則依托於華中科技大學。

   顏永年作為校方代表曾出任北京殷華的董事長
，公司團隊主要由他實驗室的教師和學生及外聘的幾名工人組成。公司一年賣兩三台3D打印設備就可以支撐運營經費
，盈利部分則需給校方分成。很快，這個校屬企業就遇到了維持易、做大難的局麵。由於經營業績與個人收入的關係不大，且教師和學生對發表論文、評職稱的興趣遠超過銷售產品，導致研究方向多瞄準高、精、尖題材，對來自市場的信號則表現遲鈍。

   事實上
，幾家依托高校建立的3D打印企業，都未能在熱銷的3D打印小型設備上有所建樹。

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   中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)原(yuan)副(fu)院(yuan)長(chang)楊(yang)柏(bai)齡(ling)就(jiu)指(zhi)出(chu)

，教(jiao)授(shou)抓(zhua)一(yi)幫(bang)學(xue)生(sheng)，辦(ban)一(yi)個(ge)小(xiao)企(qi)業(ye)。這(zhe)樣(yang)的(de)產(chan)業(ye)化(hua)不(bu)僅(jin)對(dui)創(chuang)建(jian)研(yan)究(jiu)型(xing)高(gao)校(xiao)和(he)研(yan)究(jiu)機(ji)構(gou)不(bu)利(li)
，而(er)且(qie)從(cong)企(qi)業(ye)規(gui)模(mo)上(shang)講(jiang)，對(dui)經(jing)濟(ji)發(fa)展(zhan)的(de)貢(gong)獻(xian)也(ye)上(shang)不(bu)了(le)台(tai)麵(mian)。實(shi)際(ji)上(shang)
，它(ta)是(shi)滿(man)足(zu)小(xiao)團(tuan)體(ti)利(li)益(yi)的(de)小(xiao)富(fu)即(ji)安(an)的(de)模(mo)式(shi)。

   大學應在技術出了“孵化期”後
，將其轉給企業實現商業化，從而脫離高校管理。最早做出3DP打印技術的麻省理工學院
，就通過技術轉讓實現了商業化，它把工藝分成四條技術路線，分別賣給四家公司
，其中一家名為Z Corp的公司，現在已占據了業內領先地位。

   2012年

，顏永年吸取往年的經驗，徹底離開了大學

，他找到投資方，注冊了一家新公司。

   從科研院所來講，同樣缺乏研究並解決共性技術的興趣。3D打印初進入中國那幾年，即1999年之前
，中國的科研體係還屬於計劃經濟體製：企業隻管生產，技術研發由科研院所進行，並無償轉讓給企業
，結果前者沒動力，後者研發能力薄弱。是年7月
，國務院下達《關於加強技術創新，發展高科技

，實現產業化的決定》，由此啟動科技體製的一次重大改革。

   當時，全國範圍內的上千家技術開發類科研院所進行了轉製：脫下事業單位的“官衣”
，不再享有國家財政撥款，轉變為自負盈虧的科技型企業。

   beijingjishushichangxiehuiguwenlingeng，duizhuanzhihoudezhexieqiyejinxingtiaoyan，faxianqizhonghenshaopingjieyuanyoudejishuyoushi
，weiqitaqiyetigongjishufuwu，juedaduoshufangqilechangqigongxingjishuyanjiu
，zhuanxiangnengzaiduanqineijiejueshengcunwentideyingyongkaifa。

   而歐美企業對3D打印技術的係統性開發
，都離不開應用型研究所。德國弗朗霍夫激光研究所擁有20多台激光直接加工金屬設備，但它隻做應用研究，不做產品，專門為其他機構直接提供生產、谘詢服務。

   從企業來講，經過十多年發展，僅從研究開發的經費支出看，中國企業似乎已經成為創新主體。2010年，企業執行的R&D支出占全社會此類支出73.4%，這一數據高於美英法，接近韓日。2005年至2010年，擁有研究開發活動的大中型工業企業數量從6874個增加到12889個，而企業科技機構數量也從9352個增加到16717個。

   但是，提供以上數據的國務院發展研究中心課題組，分析結果卻顯示：大量的研發資金被用於解決企業生產中的工藝性問題、產品層麵的研發，這些隻能算技術改進，而非最關鍵的技術創新。“國內企業仍滿足於發達國家的高技術溢出效應
，大力引進國外生產線，靠二流技術依然可以賺錢。”中國科學院原副院長楊柏齡稱。

   在這樣的格局下，桎梏著諸多產業升級的共性技術難題，事實上卻處於無人攻堅的狀態。

   趕超模式的弊端

   不論是企業界、研究所還是大學，都流露出強烈的重視短期利益、急於求成的心態，這與中國製造業始終處於規模追趕狀態直接相關。

   後進國的產業趕超發展一般分為三個階段：規模追趕、技術追趕和創新導向。

   改革開放30多年裏，中國形成了產業規模優勢。在可統計的500多種工業產品中，有220種產品的產量居世界第一。各級政府擅長於追趕型和規模擴張的產業模式，企業也習慣將國外的技術拿來，憑借低成本、低端製造

、大規模出口展開競爭。

   然而，“新興產業和既有的產業升級絕不適用於這種追趕模式”。國務院發展研究中心產業經濟研究部部長馮飛分析。

   中zhong國guo政zheng府fu也ye努nu力li通tong過guo製zhi定ding專zhuan項xiang規gui劃hua，來lai確que定ding戰zhan略lve性xing技ji術shu發fa展zhan方fang向xiang
，但dan是shi，以yi追zhui趕gan為wei特te點dian的de跟gen隨sui體ti製zhi，往wang往wang使shi得de技ji術shu在zai外wai力li的de推tui動dong下xia
，為wei達da標biao而er創chuang新xin，產chan業ye內nei生sheng的de發fa展zhan力li量liang遭zao到dao破po壞huai。

   北京大學政府管理學院教授路風舉例說明

，科技部不久前出台的一項規劃

，“從技術上、邏輯上就都不對”。這個名為《新型顯示科技發展“十二五”專項規劃》的文件稱，三維顯示技術最有生命力
，且終將成為顯示技術共性平台的下一代顯示技術。

   路風說，三維顯示僅是一個應用方向，而非共性技術。一個應用方向是否能夠發展起來，應該由企業去“試錯”，最終以市場是否接受為導向。

   政府的規劃，直接影響其對科技資源的配置。

   南(nan)京(jing)大(da)學(xue)商(shang)學(xue)院(yuan)教(jiao)授(shou)趙(zhao)曙(shu)東(dong)指(zhi)出(chu)
，國(guo)家(jia)對(dui)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)的(de)大(da)量(liang)研(yan)發(fa)經(jing)費(fei)投(tou)向(xiang)了(le)國(guo)有(you)企(qi)業(ye)
，但(dan)以(yi)往(wang)經(jing)驗(yan)表(biao)明(ming)
，中(zhong)國(guo)數(shu)得(de)出(chu)來(lai)的(de)創(chuang)新(xin)技(ji)術(shu)和(he)創(chuang)新(xin)型(xing)企(qi)業(ye)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)為(wei)民(min)營(ying)
，“投到國企，哪怕創新失敗
，官員不會有什麼問題，但如果投到民企失敗的話，他的風險就加大了。”

   在3D打da印yin領ling域yu

，當dang下xia的de主zhu體ti市shi場chang是shi由you中zhong小xiao企qi業ye把ba控kong，傳chuan統tong製zhi造zao大da企qi業ye尚shang未wei跟gen進jin。實shi際ji上shang，中zhong小xiao企qi業ye通tong常chang都dou是shi一yi個ge國guo家jia創chuang新xin體ti係xi中zhong最zui活huo躍yue的de群qun體ti，美mei國guo小xiao企qi業ye創chuang新xin法fa規gui定ding，承cheng擔dan國guo家jia科ke技ji項xiang目mu，獲huo得de較jiao大da財cai政zheng資zi助zhu數shu額e的de機ji構gou，具ju有you向xiang小xiao企qi業ye轉zhuan移yi技ji術shu的de責ze任ren。

   美國有專門支持小企業創新的項目
、小企業信用擔保計劃、小企業減免稅政策等，其他發達國家也普遍通過減免稅方式支持中小企業創新。

   但在中國，做3D打印服務的無錫易維模型設計製造有限公司總經理劉鈞也曾嚐試申請減免稅，“稅務局根本不知道3D打印是什麼，我們進口的一些東西，他們的目錄裏都沒有
，還要去海關查”，因此，他們很難像傳統產業一樣，享受原材料占有量大而得到的增值稅抵扣。

   馮飛認為，在一般性的應用技術研發領域
，政府應通過製定普遍性優惠政策，引導和調動企業、社會發揮創新能力，而在市場解決不了的問題上，政府才要有所作為。

   比bi如ru共gong性xing技ji術shu具ju有you相xiang當dang廣guang泛fan的de用yong途tu，因yin此ci，單dan個ge公gong司si不bu願yuan意yi投tou資zi，如ru果guo完wan全quan依yi靠kao市shi場chang機ji製zhi，就jiu會hui麵mian臨lin經jing費fei不bu足zu的de局ju麵mian。發fa達da國guo家jia的de經jing驗yan表biao明ming

，政zheng府fu的de支zhi持chi相xiang當dang重zhong要yao。

   先進技術計劃(ATP)，是美國政府促進產業共性技術研發的典範。ATP由you政zheng府fu提ti供gong引yin導dao資zi金jin
，但dan承cheng擔dan項xiang目mu的de公gong司si要yao配pei套tao一yi半ban以yi上shang的de研yan發fa投tou入ru。政zheng府fu的de資zi助zhu經jing費fei直zhi接jie撥bo付fu到dao企qi業ye
，大da學xue和he研yan究jiu院yuan所suo隻zhi能neng通tong過guo與yu企qi業ye聯lian合he，參can加jia項xiang目mu的de實shi施shi。

   最終的知識產權為以營利為目的的美國公司所擁有，參與項目的大學
、研究院所和政府機構等不享有任何知識產權
，但可以分享專利使用費。美國政府為了國家利益有權免費使用ATP支持的技術成果。其他企業想使用該項目成果
，可通過支付費用獲得使用權。

   消失的優勢

   過去30餘年
，中國憑借低成本的要素供給、龐大的市場需求和不斷積累的技術能力，確立了全球製造大國的地位。無數條生產線培訓出了全世界規模最大

、技藝最高、紀律最優的“流水線型”工人
，這也是中國成為全球製造中心和世界工廠的根本。

   然而，隨著包括3Ddayinzaineidegaoduanzhizaojishudejinbu
，zhijiecongshizhizaoderenshujiangbuduanjianshao
，zhuangpeizuzhuangchengbendebizhonghuichixuxiajiang

，zhongguodichengbenlaodonglidebijiaoyoushijiangbeidadaxueruo。

   《經濟學人》就預測，生產製造將從大型
、複雜、昂貴的傳統工業過程中分離出來，凡是能接上電源的任何計算機都能夠成為靈巧的生產工廠。未來製造業將再次回流到發達國家。

   3D打印對傳統製造業是否真有如此強的殺傷力？

   目前，3D打印的產值在全球製造業中所占份額仍然微不足道。2011年
，全球3D打印市場規模為17.1億美元
，僅占世界製造業總產出的0.02%。但是
，技術革命不會因為新技術的出現而立刻發生。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍認為，其個性化製作的屬性與“長尾效應”不謀而合，通過滿足那些細分的
、較小的市場
，最終會累計出明顯的利潤。

   哈佛商學院教授克萊頓·克裏斯坦森(Clayton Christensen)所suo提ti出chu的de顛dian覆fu式shi創chuang新xin理li論lun也ye表biao明ming，新xin進jin入ru者zhe如ru果guo抓zhua住zhu市shi場chang的de特te殊shu需xu求qiu，進jin入ru邊bian緣yuan應ying用yong領ling域yu，當dang它ta的de技ji術shu不bu斷duan改gai進jin直zhi至zhi被bei主zhu流liu市shi場chang所suo接jie受shou時shi，便bian會hui替ti代dai傳chuan統tong技ji術shu軌gui跡ji晉jin升sheng為wei主zhu流liu技ji術shu。

   從長遠看，這項技術最終將給工業生產和經濟組織模式帶來顛覆式的改變。

   事實上，就3D打印的理論研究而言，中國與國際水平相差不遠，但將整個產業所涉及的材料、機械、數控、軟件等諸領域集成起來做出一個商品時，差距的鴻溝就直麵而來。

   3D打印技術未來的發展空間，很大程度上取決於是否有完整的產業鏈支撐，包括設備製造
、材料、模型軟件，以及服務商。

   胡爾已經清楚地看見了這一點，並著手進入產業鏈整合的階段。

   2012年初
，胡爾以1.355億美元現金收購了頗具科研實力的Z Corp和Vidar Systems公司。其合夥人雷切特勒表示
，行業整合將使3D Systems有更多的精力進行全方位的研發。公司將6%－7%的營業收入和20%的員工投入研發，其中技術
、材料、產品各占三分之一。

   材料是產業鏈中關鍵的一個環節。如前文所述，澳大利亞等國家正加緊研究金屬零件的製造，一旦在金屬材料上得到廣泛應用，3D打印就將引領新一輪工業革命。

   erguoneishenzhilianteshudeyanjiucailiaodounanyihuode，beijinglongyuanzidongchengxingxitongyouxiangongsizongjinglifengtaojieshao，youyuyanjiusuoxudecailiaoyonglianghenshao，yanfabenshencunzaibuquedingxing，guoneichangjiagenbenbuyuanweizheyangdexiaozhongxuqiushizhiteshudecailiao。

   如果購買國外廠家生產的原材料，也會遭遇“阻擊”。比如，生產3D打印原材料的德國德固賽公司
，與美國、德國的客戶簽署了聯合開發協議，協議要求其大部分原材料賣給合作方，隻有20%的份額公開銷售

，且這部分材料在性能上相對較差。因此
，中國國內很難買到新型且上佳的原材料。

   安信證券行業分析師胡又文說，中國在材料供應和模型軟件供應環節，目前還沒有專業公司進入

，所以即便“三校一企”精於3D技術本身的研發，產業鏈上下遊亦難以跟進。

   同樣，3D打印設備集成了多個精密組件
，其產業化發展需要較強的工業基礎支撐。中國在機電和數控等傳統領域一直缺少核心技術，以致國產3D打印設備的一些核心組件
，如精密激光器、光學係統
、精密導軌和電機等均需從國外采購。

   “國內做3D打印設備的廠商沒有資金做全產業鏈的研發。”馮濤說，“而國外這個行業都已經並購好幾輪了，通過資本的手段給企業增加資金
，擴充研發實力。”

   美國明顯加大了對3D打印技術研發的組織力度，以確立高端製造業的霸主地位。2010年
，愛迪生焊接研究所牽頭成立增材製造聯盟
，很快就吸收到30餘家成員
，這一聯盟將促進製造商和供應商與大學、研究機構之間的對接。

   歐盟在諾丁漢大學、謝菲爾德大學和埃克斯特大學等建立了多個3D打印中心，設置基金予以支持。這些聯合體有助於解決3D打印領域存在的高端共性問題，並能使新技術順利產業化。

   鑒於歐美的成功經驗
，北京工業設計促進中心建立了一個工業設計聯盟
，試圖整合包括研究機構、服務商、設備供應商、設備代理商、服務提供者在內的資源。在聯盟下可以讓更多的技術得到普及。不過，這個聯盟目前的作用更多是為了產品推廣。“國內多數的技術攻關是針對產品級的

，而不是針對產業的共性技術，由於產品恰恰在聯盟企業之間存在競爭關係
，因此聯盟中利益共享、風險承擔的機製也尚未形成。”馮飛指出。

   作為全國工業的主管部門，工信部聯合中國電子信息產業發展研究院
，在2012年9月yue開kai展zhan了le第di三san次ci工gong業ye革ge命ming的de專zhuan題ti研yan究jiu，初chu步bu判pan斷duan，第di三san次ci工gong業ye革ge命ming的de到dao來lai還hai需xu要yao一yi個ge較jiao長chang過guo程cheng
，不bu可ke能neng完wan全quan替ti代dai既ji有you的de生sheng產chan方fang式shi和he發fa展zhan模mo式shi

，但dan它ta為wei後hou發fa國guo家jia成cheng功gong實shi現xian“趕超”打開了一扇“機會窗口”。

   顏永年也判斷，距離3D打印的廣泛應用可能還要十年，現在重視完全來得及。

   為此，工信部準備組織研究製定3D打印技術路線圖、中長期發展戰略，推動完善3D打印技術規範和標準製定；而且會研究製定支持3D打印產業發展的專項財稅政策。

   問題在於，中國原有的科技創新體係是否能幫助我們抓住這個“機會窗口”。