右图为3D打印机 左图为“打出”的骷髅头
这不是想象，而是正在济南高新区齐鲁软件园内发生着的事实，是3D打印机带来的“奇迹”，它不仅能“打印”出玩具，未来还能“打印”衣服、飞机。甚至有人放言，它可能引领第三次工业革命。
在济南，这一新鲜事物正进入决策者视野。近日，济南市经济信息委员会已对此行业完成调研形成报告上报，一些济南企业也已试水3D打印机。
3D打印之便
打印建模从2个月降至10分钟
在济南高新区齐鲁软件园内，一台3D打印机正将塑料线熔融后，一层层覆盖在模型上，10分钟左右，一个写有个性字的白色钥匙扣成型。在研发者冯旭明看来，其原理并不复杂。
据介绍，最初的技术是计算机先将3D模型分层扫描并切分成很多的薄层，而后3D打印机会像普通打印机一样，把每一个薄层打印出来，只是不打印在纸上，而打印在一些能够快速成型的塑料、陶瓷等材料粉末上。墨盒里装的也不再是墨，而是特殊的胶水。一层层胶水将粉末粘结成需要的形状，当所有的薄片都被打印出来之后，一个物体就成型了。
这项技术已有30年历史，主要制造由塑料、树脂、石蜡、陶瓷等材料组成的原型样件或模型，可以缩短新产品研制周期，降低研发和制造成本。
冯旭明的一位客户是做个性工艺品制造生意的。如果按照传统制作模式，从设计到建模再到制造，至少两个月的时间，关键是这些工艺品多小批量生产，“自己建模型制作太浪费。”如今，他可以直接设计好三维图，“打印”出工艺品。
在山东大学兴隆山校区的一间实验室内，也陈列着大大小小3D打印出的零件或模型。每一个零件背后都有一个“不可思议”。实验室管理者吴涛告诉记者，他们曾用3D打印机解决了口腔手术中普遍遇到的难题。
据介绍，由于口腔内部可视性差，医生切开皮肤、肌肉，暴露手术部位后，往往依然无法对需要切除的患处精确下刀。面对这种情况，他们用3D打印机做出患者手术部位模型后，只需将模型安放上去，模型间有一条直线接缝，手术刀沿直线接缝游走，切下手术导板的同时，也精确切除了患处。
或成为磨具机床行业“掘墓人”
“只要能设计出来，就能打印出来。”华中科技大学快速制造中心教授史玉升对3D打印技术如此诠释。近日，史玉升团队成功开发出世界最大激光快速制造装备，成形空间1.2米×1.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备，使我国在这一领域达到世界领先水平。
正如史玉升所说，3D打印技术的出现给人们带来不少惊喜。
2011年，英国科学家利用3D打印技术打印了一辆可以骑行的尼龙材料自行车，重量只有普通钢铝材质的1/3，但坚固度不逊色；同年，英国某大学打印了一架最高时速可达100英里/小时的无人驾驶小飞机；今年，美国一家时尚工作室打印出了无须缝制的比基尼泳衣，图案美观、结实、防水，已在网上销售。
记者在豆瓣网一个3D打印机爱好者小站看到，不少爱好者利用自己的打印机打印出不少个性饰品或工艺品。
据了解，随着各种打印材料研制成功，“3D打印”技术已应用于珠宝、玩具、工具、衣服等行业，甚至可以直接打印人体骨骼、假肢、鲜肉。业内人士透露，3D打印机在国内企业级装机量在400台左右，2010年以来年增速均70%左右，市场规模超过1亿元。目前麦道、IBM、Apple、丰田、潍柴、海信、重汽等企业均在应用。
有人预言，未来模具制造行业、机床行业、轻工产品行业都有可能被淘汰出局，取而代之的是3D打印机。
3D打印之热
奥巴马拨3000万美元“力挺”
其实早在1994年我国就开始研究“3D打印”。1995年，北京隆源公司、华中科技大学先后研制出根据不同原理成型的快速成型机。目前北京殷华依托清华大学等高校，先后对“3D打印设备”实行了产业化运作。部分公司生产的便携式桌面3D打印机的价格已具备国际竞争力，成功进入欧美市场。
另外，一些中小企业成为国外“3D打印”设备的代理商，经销全套打印设备、成型软件和特种材料。还有一些中小企业购买了国内外各类“3D打印”设备，专门为相关企业的研发、生产提供服务。其中，广东省工业设计中心、杭州先临快速成型技术有限公司等企业，设立了“3D打印”服务中心。
放眼全球，各国也在争抢市场。2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D打印添加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3D打印，以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。
济南已有2家企业“吃螃蟹”
在竞争日益白热化的3D打印机大潮中，济南也能分一杯羹。
冯旭明是济南人，原本从事机器人研制工作，可在制作过程中，有些小零件难以找到，就需要像3D打印机这样的设备将他的想象变成现实。
他回忆说，第一次了解到3D打印机是2007年在深圳。当时他看到一个工艺复杂的药瓶用3D打印机制作，只用40个小时，“如果开发模具的话，至少要3-5个月”。
被震撼的他开始关注3D打印。随后，他花了几年时间，研制出了熔融层积成型3D打印机，原理是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。
这种3D打印机成型材料种类多、成型件强度高，主要适用于成型小塑料件。目前，其研制的第三代机YesRapX原型机已完成。“2012年，卖出去30台左右。”冯旭明说主要客户群体有模具加工类、艺术品创作类、教学类、零件生产类和个人爱好类。
今年2月，冯旭明找到投资人，成立济南亚盈科技信息有限公司，下一步将研制精度更高的SLS3D打印机。
山东大学机械工程学院、材料工程学院等多位教授也从2005年开始研究“3D打印”课题，“当时发现，很多青岛的制造企业都对3D打印机有需求”。
山大华天软件则凭借拥有自主版权的高端CAD/CAM软件优势，依托山东大学于近期开展了快速原型制造技术与装备项目的研究，目标是实现快速原型制造关键技术攻关及关键设备的产业化。“软件与硬件的对接，以及信息安全性是目前要攻克的难题。”一位业内人士透露。
3D打印之惑
产业化只是个美梦？
济南鲁得贝车灯股份有限公司主要生产卡车车灯，他们制造模具耗资巨大。尤其近年各汽车厂商频繁更换车的前脸造型，这让其研发成本不断增加。但得知3D打印机可生产模具时，他们提出了质疑，“3D打印机打印出的模具，可能并不能适应我们的硬度需求”。
山东大学从事3D打印研究的吴涛也提出了同样的看法，3D打印机要真正实现产业化，代替传统的制造产业，至少从现在看来，还是“美梦”。至少还要迈过材料、性能、价格和制造速度等多道坎。
“没有好的材料，一切都是想象。”吴涛说，现在粉末打印材料能加工成零件的主要是塑料、树脂，陶瓷、金属等比较有限，而陶瓷、金属加工所需温度非常高，目前技术也不成熟。
“关键是现在一次只能‘打印’一种材料，不能将不同的材料混在一起‘打印’。”吴涛说，现有“3D打印”技术只能生产由一种材料组成的零件，再组装成成品，“一次性直接生产汽车、飞机的说法，目前还不现实”。
其次是价格。虽然3D打印机的价格在不断下降，但很多打印材料还需从国外进口，且价格昂贵。
再就是制造速度。如果新研发一个新产品，单件小批量生产，用“3D打印”肯定比传统开发模具生产要快，但如果批量生产，“3D打印”速度要慢得多。
另外还有性能。业内人士坦言，由于“3D打印”采用层层叠加工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美；同时，每一层的厚度再薄外表面也仍需打磨才能满足精度要求。
工信部将扶植发展
企业上了马，还需扶一程。
日前，工信部副部长苏波在2012年增材制造技术国际论坛暨第六届全国增材制造技术(即“3D打印”)学术会议上表示，工信部将推动“3D打印”产业化，“3D打印”路线图和中长期发展战略即将制定。他还表示，要加大对增材制造技术研发和产业化的支持力度，研究制定支持增材制造产业发展的专项财税政策。
这一消息让在济南做3D打印机销售的刘道峰吃了一颗定心丸。他所在的美资公司主要从国外引进3D打印设备在国内销售。该公司创始人是一位在潍坊从事软件工作的美籍工程师，看好潍坊高新区的电子产业集群，因此在该地“落脚”成立公司，“我们的销售范围是整个山东省”。
提到3D打印机产业化，他说，现在不管是3D打印机耗材还是配件，他们都要从国外进口，主要是因为在山东没有配套的供货链，“现在南方多地都建立了专业产业园”。理想的模式是形成产业集群，有研发生产耗材的，有提供配件的，也有提供相关服务的企业。
此前，济南市经信委发布的关于3D打印企业的报告中，也认可了刘道峰的说法，并提出大力支持产学结合。
