第一章 突破思維局限

很多人懷疑3D打印潛力的一大依據是這一技術并不新鮮，而是30多年前就存在了，如果3D打印真的潛力巨大，為什么這么多年一直沒有成為一種主流的制造技術?其實，除了成本、精度、效率等因素，制約3D打印發揮潛力的一個重要因素說出來可能會讓很多人感到吃驚，那就是思維的限制。是我們自己的思維方式限制了這項應用的發展，這聽起來似乎不可思議或者難以接受。

理解3D打印技術的特殊性，是突破思維限制，“玩轉”這項技術的關鍵。

3D打印的特殊性在于它既是一種將產品設計轉變為實體的制造技術，又是一種改變人們生產、生活方式的途徑。如果單純將3D打印看成是一種制造技術，那么就難免會將它與目前成熟的制造加工技術相比，顯然，3D打印在成本、精度、效率等多方面都還不能與傳統技術相比。從這個角度上來看，很多人認為3D打印并不“酷”，他們對3D打印技術的態度是拒絕的。

而另一種看待3D打印的角度就截然不同了，持這種態度的人或企業將3D打印技術看成是重塑產品，顛覆傳統供應鏈和傳統商業模式的一種途徑。從這個角度上來看，3D打印技術的潛力不言而喻。

關于3D打印在產品重塑方面的潛力，一個典型的應用是3D打印助力西門子三款燃氣輪機實現超過63%的聯合循環效率。3D打印用于制造燃燒系統零部件，零部件是經過設計優化的，3D打印實現了更復雜的產品幾何形狀，使燃氣輪機中的燃料和空氣預混合得到改進，從而實現最高的發電效率。要知道從2000年到2010年期間，西門子花了10年時間才將聯合循環電廠的發電效率從58%提升到60%，可見3D打印燃燒系統零部件對于提高發電效率所發揮的作用是顯著的。從這個應用中可以看出，3D打印對產品的重塑，不僅包括其外觀，還包括性能的提升。

關于3D打印對未來生產、生活方式的改變，制造業巨頭GE（通用電氣公司）曾經描述了一個有趣的場景：2030年的春季，一個人坐著自動駕駛汽車，行駛在上班的路上。在途中，汽車自動檢測到一個零件需要在一周內更換，這個信息被汽車中的物聯網設施傳遞給車主，車主通過應用了區塊鏈技術的分布式制造網絡，將零件定制需求發送給汽車售后服務店，于是汽車配件就可在售后服務店中進行定制化生產。當汽車到店更換零件時，零件已制造完畢，車主更換好零件繼續上路。

在這個場景中，GE突出的是包括3D打印技術在內的數字化技術對制造模式和生活的改變。傳統方式下，汽車零件在工廠中大規模批量生產，制造后通過分銷渠道進入到各維修店準備出售。而車主也無法預知零件更換需求，通常是在汽車出現問題之后，才前往售后服務點進行檢修，然后更換上庫存中的零件。

而在GE描述的場景中，這樣的模式被改變了，汽車配件是按需生產的，生產地點也不是汽車零部件批量化生產的工廠，而是分布在社區周邊的汽車售后服務點。這說明汽車零件的供應鏈被壓縮了，并且3D打印帶來的個性化生產模式，使生產離消費者很近。越來越多的老牌工業制造企業或品牌在產品生產過程中引入增材制造工藝，也正是看重了3D打印在產品重塑、供應鏈重塑以及商業模式改變等方面所具有的潛力。

那么，是不是說任何企業只要購買了3D打印設備，有朝一日就能夠在企業所處的領域實現GE所描述的那種場景了呢?答案當然是否定的，無論是從技術本身，還是從產業鏈層面上來看，僅憑3D打印設備想要實現這一場景并不現實。

從技術本身來看，3D打印技術所涉及的并非僅包括那些以逐層疊加的方式進行材料成型的設備，還涵蓋了仿真技術、優化設計、監測3D打印過程質量控制技術，以及配套的后處理工藝。從產業鏈上來看，如果要像GE設想的未來汽車售后服務店那樣實現零件或產品的分布式制造，消費者（或者是帶有傳感器的零部件）、3D打印和相關后處理設備、分布式制造中心都需要并入網絡，通過互聯網、物聯網、區塊鏈等技術來管理制造需求和制造過程。

無論從哪個方面來看，3D打印都不是一座“孤島”，而是集成在一起的一系列硬件、軟件技術系統。

如果你也看到了3D打印技術的潛力，那么就從突破傳統制造思維的限制，打磨增材制造思維開始前行吧。