主要推動力量，來自北京航天航空大學教授、國家技術發(fā)明一等獎獲得者王華明。他的研發(fā)團隊以技術入股，分別與中航重機和南風股份組建合資公司，致力于在中國高端制造領域推廣3D打印。
3D打印的“增材”制造思路，確有不可比擬的優(yōu)勢。中國航空企業(yè)和核電設計院擁有資本與技術實力，自然捷足先登。
在國際上，以美國為首的部分發(fā)達國家，將3D打印視作制造業(yè)復興的重要方向；同時，國內外也有不少業(yè)內人士認為，這項技術成本高、質量不穩(wěn)定，對其前景看空。對這一領域持觀望態(tài)度的產業(yè)資本，更是多數(shù)。
“增材制造”
學名“增材制造”的3D打印，是近年來最熱門的概念。
這一概念，與傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造”相對應，不經過機床銑、車、鉆等傳統(tǒng)“減材”切削加工，而是通過堆疊材料，來直接形成最終產品的一種制造理念。
美國總統(tǒng)奧巴馬，在2013年國情咨文中多次提及3D打印，將其視作美國實現(xiàn)制造業(yè)復興的重要途徑，這讓其風靡一時。
在這份國情咨文中，奧巴馬展望了未來美國經濟發(fā)展的藍圖，他特別強調了兩大方向：產業(yè)回歸和3D打印技術的廣泛應用，“工人們將在美國學習和使用3D打印，這項技術可能顛覆整個工業(yè)體系。”
奧巴馬的言論，經過媒體解讀和放大，迅速成為全球輿論焦點。
事實上，這一概念并不新鮮，正是起源19世紀末“照相雕塑快速立體成型”的思想，業(yè)內稱之為“上上世紀的思想，上世紀的技術，本世紀的市場。”
北京航天航空大學教授王華明告訴筆者，增材制造技術在國內并非新鮮概念，雖然目前已在航空等領域有所突破，但短期內很難大規(guī)模應用于工業(yè)生產。
王華明是中國激光增材制造領域帶頭人，國家技術發(fā)明一等獎獲得者。他直言，目前媒體上炒作的商業(yè)3D打印，多用于“娛樂目的”，僅僅是增材技術在非金屬模型領域的應用，并不代表該項技術的發(fā)展方向。
只有高端裝備制造領域的高性能金屬構件生產，或生物醫(yī)學支架生產等領域，才能真正發(fā)揮3D打印的高科技優(yōu)勢，整個打印過程宛如春蠶吐絲般，層層包裹，形成最終的形態(tài)。
這對打印材料形成了極其苛刻的要求。目前，可供打印的材料品種主要有石膏、尼龍、樹脂、金屬等，原材料的形態(tài)限定在粉末狀、絲狀和液體狀等僅有的幾大類，絕非普通意義上的“材料”。
在二三十年前，3D打印技術已經可以使用樹脂等材料制作產品。電影《碟中諜》中，3D打印可以迅速打印出一張“人皮面具”，其細節(jié)早就深入人心。
近幾年，3D打印可處理的材料范圍擴大到了金屬，這才引發(fā)了業(yè)界對3D打印的高度關注，乃至被美國政府視作重振美國制造業(yè)的重要方向。
在工業(yè)制造上，某些結構復雜的“異形”設備或零件，對加工精度和技術有著極高要求，但是，3D打印卻可以輕松突破這種“幾何約束”，理論上會大大降低制造難度和成本。
航空領域突破
作為中國3D打印技術產業(yè)化應用的領軍人物，王華明正致力于在中國航空與核能領域推廣該技術。
目前，他的團隊分別與中航重機和南風股份組建了專業(yè)從事3D打印技術研發(fā)和推廣的子公司“中航激光”和“南方增材”，想借助上市公司力量，推動3D打印在工業(yè)化領域的落地。王華明團隊以技術入股，在兩家子公司中均占股約30%，。
目前，3D打印在航空領域的進展領先于核電。中航工業(yè)董事長林左鳴曾對外表示，中國近年來在航空航天領域取得了一系列重大突破，離不開增材制造技術的飛速發(fā)展。
軍用飛行器的相關設備，由于特殊需要，設計非常復雜，傳統(tǒng)生產思路從來是做“減”法。通過切割、磨削、腐蝕、熔融等工序制作零部件，然后再拼裝或焊接成最終產品。
這種制造思路，工藝復雜，難度超群，還會造成原材料的巨大浪費，成本不菲。
例如，F(xiàn)22戰(zhàn)斗機的機翼和機身連接件，用傳統(tǒng)工藝制造，需要三個鍛件拼裝而成。此時，3D打印的技術優(yōu)勢就凸顯出來，使用鈦合金激光3D打印技術，一氣呵成。
目前正在研制中的國產大飛機C919，已經確定使用3D打印技術，生產鈦合金主風擋窗框、機翼和機體銜接部位。據(jù)介紹，中美兩國都有計劃在戰(zhàn)斗機和軍用運輸機的部分復雜零部件生產上，使用3D打印技術。
2013年，王明華憑借“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”，摘得當年的國家技術發(fā)明獎一等獎。
但王華明坦承，由于強度和質量控制問題，飛機的關鍵部件還難以使用3D打印。“傳統(tǒng)鑄造、鍛造等制造產業(yè)不可替代，3D打印在成本、質量和穩(wěn)定性上，都還不能與傳統(tǒng)制造業(yè)相比。”
進軍核電制造
除了航空領域，王明華還謀劃將3D打印技術運用到核電領域。
南風增材的成立，正是出于這樣的目的。南風增材的母公司南風股份，主營業(yè)務為空調通風設備的生產，核電通風設備占其全部產品線的比重超過60%，核電項目市場占有率超過70%。
和飛機制造同屬高端裝備制造的核電領域，亦有大量設計復雜精密的零部件。尤其是三代核電，對安全性能和電站壽命提出了新的要求。相對于“二代加”核電站，三代核電站在設備制造上難度大大增加：原先可以采用焊接工藝的設備，現(xiàn)在需要一體化鍛造；一些核級設備零部件，對工藝水準提出了更高的要求……
目前，國產設備制造商正在通過四臺示范工程核電機組，實現(xiàn)對AP1000三代核電技術裝備制造的技術消化吸收工作。現(xiàn)實尷尬是，由于制造難度大幅提升，國產裝備制造廠商普遍存在產品報廢率過高、工藝不穩(wěn)定的情況。
“打造一個大型鍛件，要幾百噸鋼材和三年時間，做完后只要檢驗不合格，幾千萬元就打了水漂。”南方增材董事總經理朱志宇曾在受訪時表示。
南方增材希望通過3D打印技術解決這一問題。朱志宇稱，壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等大量核反應堆中的核心部件，都能通過增材制造進行生產。
目前，上海核電工程設計院與南方增材正在進行合作，計劃使用3D打印技術生產蒸汽發(fā)生器管板。
但上海核電工程設計院目前的態(tài)度，只是“試試看”，并無計劃在核電裝備制造上全面引入3D打印，在蒸汽發(fā)生器管板方面的合作亦如此——該設備屬于核級設備，雙方的合作僅限于試驗，暫時不會推向實際的工程運用。
上海核電工程設計院院長鄭明光告訴筆者，涉足3D打印的主要目的，只是為未來做儲備技術。他稱，核電設計院不僅要著眼于現(xiàn)在，更多時會為10年之后的技術發(fā)展做準備，3D打印是未來的趨勢，但現(xiàn)在的合作僅屬于試驗階段。
核電設備對安全性有極高的要求。如果3D打印技術進入核級裝備的生產制造，先需要經過層層嚴苛認證，“這是一個漫長的過程，需要很長時間。”
對于核級設備制造商，環(huán)保部核安全局設立了嚴格的準入門檻：必須具備核安全局頒發(fā)的生產許可證。目前，全國持證制造商不超過50家，但無一使用3D打印技術。
“3D打印技術是一個新概念，核安全局接受和認可需要時間，這意味著需要為這項技術重新搭建一套評估體系”，鄭明光說。
但鄭同時認為，3D打印技術未來肯定會在核電設備制造領域擁有一席之地。部分核電設備設計精密，結構復雜，增材制造的思路，確實可以降低難度。但核電屬于保守型行業(yè)，始終將安全放在首位，各方接受新技術需要一個過程。這期間，3D打印行業(yè)正好可以用以解決其穩(wěn)定性問題。
近年來，核電設備國產化是業(yè)內大勢所趨，南方增才有政策上的優(yōu)勢。該公司的邏輯更在于，核電屬于是高端制造業(yè)“皇冠上的明珠”，如果公司能夠在該領域取得突破，那么進軍其他領域就不存在任何障礙。
多位核電專業(yè)人士在受訪時表示，核電行業(yè)有其特殊性，對南方增才的思路存在疑慮。他們認為，3D打印目前尚未被主流制造業(yè)認可。其更可行的技術路線，是“自下而上”，先在非核領域積累經驗，形成產業(yè)化實踐經驗，證明其實力后，再力求在核電領域獲得突破。
但目前，在普通產業(yè)層面，投資者也多對3D打印技術持保守態(tài)度。一位來自國內知名PE的人士表示，3D打印技術存在多年，而產業(yè)化剛剛興起，特別在工業(yè)領域，其應用仍屬于“超級前沿行業(yè)”，“難以看清商業(yè)模式”。
風投一般在行業(yè)處于啟動階段時，才會大規(guī)模介入，而PE則是市場進入高速發(fā)展階段才會介入。目前，對于超級前沿的3D打印產業(yè)，天使投資者也相當謹慎。
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