專為糖尿病患者推出的食品3D打印機，可通過微型皮膚植入物監(jiān)測病人的血糖，依據(jù)每日不同的身體狀況為其量身打印食物。如今，3D打印機已成為新一代智能機器人，它們能設計、制造、修理、回收其他機器，甚至能夠改進和升級機器自身，達到“機器制造機器”的新境界。

如果說2D打印機屬于辦公用品，3D打印機則將會成為個性化制造工具。3D打印機所能使用的材料很多，如塑料、金屬、沙子甚至巧克力、人體干細胞等。在打印表現(xiàn)形式上也更豐富，有噴墨沉積、熔融沉積、激光燒結、電子束熔煉、超聲波固結等十幾種。

3D打印機是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成，一般采用分層加工、疊加成型的方式：每一層打印分為兩步，首先噴灑一層均勻的粉末，然后在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，粉末遇到膠水迅速固化黏結，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散。在一層粉末一層膠水的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要從粉末堆中取出模型即可，剩余粉末還可循環(huán)利用。

作為快速成形技術的一種，3D打印由于無需模具就可加工任意復雜的中空形狀，解決了許多過去難以制造的復雜結構(如航空發(fā)動機葉片)的成形問題。3D打印的優(yōu)勢在于：簡化產品的制造程序，縮短產品的研制周期，提高效率并降低成本。

云端服務讓制造變得個性化

如果為一萬名用戶定制個性化的服裝，在目前人工條件下工作量和成本都將變得不可接受。而3D打印能利用攝像頭自動采集、分析提取每位用戶的體貌個性特征，并自動根據(jù)視覺美感進行形狀設計、顏色與膚色搭配等，可極大縮減定制周期。

3D智能數(shù)字化設計軟件是3D打印的核心，目前有兩大類實現(xiàn)方法：第一類是使用3D設計軟件，由設計師設計數(shù)字化產品。第二類是3D掃描(俗稱3D照相)，基于計算機視覺、模式識別與智能系統(tǒng)、光機電一體化控制等技術對物體進行掃描采集，以進行數(shù)字化重建。

智能數(shù)字化涉及眾多學科，門檻較高。不過，這些技術將來會以云端智能化服務的形式提供給普通用戶和開發(fā)者。以通過“智能云網(wǎng)”模式定制一雙鞋子為例，用戶只需在手機上下載一個App應用，給自己的雙腳拍幾張照片，并指定喜歡的款式和顏色，之后位于云端的智能計算服務將根據(jù)用戶上傳的照片重建出3D腳形，把鞋子設計出來，并在云制造集群中搜索鄰近的打印點打印。

云制造的優(yōu)勢在于資源可以智能擴展，可以自動平衡負載，為“規(guī)模定制”運營模式提供最佳支持。制造商可以根據(jù)項目的實際需求，如本批次是定制1千件還是1萬件，來構建一個臨時的集群。每個云制造商的產能可能很小，但集群后的整體產能完全可以滿足項目需求且非常經濟靈活。“智能云網(wǎng)”作為3D智能數(shù)字化的具體應用，在云制造的過程中發(fā)揮了良好作用。

“中國智造”的產業(yè)機遇

以3D照相館打印一件6英寸的全彩雕像為例，在歐美等發(fā)達國家，人工費用昂貴，設計和打印一件的成本價約為2493元人民幣。而全部成本在“中國智造”模式下可控制在100元人民幣以內。

正如中科院王飛躍研究員在“從社會計算到社會制造的變革意義”中所描述的那樣，3D打印已成功將虛擬的智能數(shù)字化技術與實實在在的工業(yè)產品連接在一起了，其革命性意義超越了之前個人電腦和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)。

2010年，中國約有1.3億人從事制造業(yè)，約占全球制造業(yè)工人的40%。同時，中國的競爭優(yōu)勢早已不僅僅是低成本的普通勞力，還有大量雇傭成本適中的中等技術智力人才以及完善的產業(yè)鏈條、高度適應性的巨大產能和巨大的市場。中國的研發(fā)設計能力實際上是過剩的，一站式3D打印機將給我國廣大技術人員研發(fā)高附加值、個性化定制的創(chuàng)新產品開啟一片廣闊天地。

由此可見，即使在由“批量生產”轉向“批量定制”的時代，以3D打印為代表的“第三次工業(yè)革命”仍有很大的希望在中國落地生根，形成“中國智造”的新模式，而不是制造業(yè)回流到歐美。智能數(shù)字化技術將深刻改變傳統(tǒng)行業(yè)的產業(yè)模式，將為我國制造業(yè)的轉型發(fā)展帶來前所未有的機遇。