我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望

孫智強(qiáng)

（江蘇省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所，江蘇南京 210042）

0 引言

3D 打印思想起源于19 世紀(jì)的美國(guó)，又被稱為三維打印或快速成型技術(shù)，是直接從數(shù)字模型通過(guò)材料堆積來(lái)生產(chǎn)三維實(shí)體的技術(shù)。20 世紀(jì)80 年代3D 打印技術(shù)開(kāi)始實(shí)際運(yùn)用，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、制造裝備、材料制備、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域產(chǎn)生全面、深刻的變革，并成為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志，受到世界各國(guó)的極大關(guān)注。我國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)水平總體不高，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模相對(duì)較小，但發(fā)展勢(shì)頭較好。

1 國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)3D 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟指出，2013 年我國(guó)3D 打印市場(chǎng)規(guī)模大概3 億美金，約占全球的10%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體形勢(shì)較好，但規(guī)模小、技術(shù)弱、產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善等問(wèn)題亟待解決。

1.1 國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀

我國(guó)3D 打印技術(shù)研究起步于上個(gè)世紀(jì)90 年代，技術(shù)研發(fā)任務(wù)主要由清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)等多所知名高校和部分專業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)承擔(dān)。經(jīng)過(guò)二十多年的努力，我國(guó)3D 打印技術(shù)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。3D 打印技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量逐年增長(zhǎng)，以10%的份額，占據(jù)世界第3 的位置。3D 打印設(shè)備制造技術(shù)、3D 打印材料技術(shù)、3D 設(shè)計(jì)與成型軟件開(kāi)發(fā)、3D 打印工業(yè)應(yīng)用研究等方面研究成果豐碩，激光直接加工金屬技術(shù)、生物細(xì)胞3D 打印技術(shù)等已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平。另外，我國(guó)也積極與國(guó)際知名企業(yè)進(jìn)行合作，引進(jìn)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)3D 打印技術(shù)整機(jī)生產(chǎn)水平得到了大幅提升。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了一定程度的產(chǎn)業(yè)化，部分便攜式桌面3D打印機(jī)的價(jià)格已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，成功進(jìn)入了歐美市場(chǎng)。目前，國(guó)內(nèi)3D 打印材料技術(shù)工藝水平相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)3D 打印裝備性能以及穩(wěn)定性與世界先進(jìn)水平還有一定差距。

1.2 國(guó)內(nèi)3D 打印企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國(guó)產(chǎn)3D 打印企業(yè)還處在發(fā)展上升期。3D 打印設(shè)備的研制生產(chǎn)主要有2 種形式，一種是以北京殷華、陜西恒通智能機(jī)器、湖北濱湖機(jī)電為代表的部分企業(yè)，依托高校研究成果，對(duì)3D 打印設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)了整機(jī)生產(chǎn)與銷售；另一種是以南京紫金立德為代表的部分企業(yè)，采取引進(jìn)技術(shù)與自我開(kāi)發(fā)相結(jié)合的辦法，實(shí)現(xiàn)了3D 打印機(jī)的整機(jī)生產(chǎn)和銷售。雖然部分公司生產(chǎn)的便攜式桌面3D 打印機(jī)的價(jià)格已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，成功進(jìn)入歐美市場(chǎng)，但是這些企業(yè)普遍規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國(guó)外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于中低端水平，打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以較好滿足商用需求。部分東部發(fā)達(dá)地區(qū)企業(yè)采取購(gòu)入3D 打印設(shè)備，專門為相關(guān)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)提供服務(wù)。其服務(wù)范圍涉及設(shè)計(jì)模具、樣品制作、輔助設(shè)計(jì)、文物復(fù)原等領(lǐng)域，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，在政府推動(dòng)和利益驅(qū)動(dòng)下，部分產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)也紛紛考慮投資開(kāi)發(fā)3D 打印設(shè)備生產(chǎn)和服務(wù)，3D 打印企業(yè)的數(shù)量和規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.3 國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但發(fā)展不夠均衡，技術(shù)側(cè)重點(diǎn)受地域經(jīng)濟(jì)影響較為明顯。北京、陜西、上海三地是國(guó)內(nèi)3D 打印專利申請(qǐng)量最多的省市，3D 打印的研究上均側(cè)重于生物體制造、塑料成型、圖像數(shù)據(jù)處理、電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理。陜西、遼寧、湖北等省份重工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，3D 打印研究側(cè)重于金屬粉末成型、激光燒結(jié)成型方法、金屬材料鍍覆等方面，廣東、江蘇輕工業(yè)和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較好，3D 打印產(chǎn)業(yè)及技術(shù)研究側(cè)重于生物體制造和塑料成型。同時(shí)，各地3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展受地域人才資源限制，發(fā)展進(jìn)度很不均衡。目前國(guó)內(nèi)3D 打印較為突出的省市多有其境內(nèi)的高校支撐，如北京的清華大學(xué)，陜西的西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)，湖北的華中科技大學(xué)，上海的上海大學(xué)、東華大學(xué)等高校。這些高校匯集了3D打印技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人才，并帶出來(lái)一批研究團(tuán)隊(duì)，也帶動(dòng)了其對(duì)于3D 打印技術(shù)的研究。

2 國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題及原因分析

目前中國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不夠均衡，整體處在產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段，還存在諸多亟待解決的問(wèn)題。

一是企業(yè)“小而散”，社會(huì)影響力有限。國(guó)內(nèi)大部分3D 打印企業(yè)處于初創(chuàng)期，多數(shù)集中在產(chǎn)業(yè)鏈末端，企業(yè)年齡大多在5 年以下，規(guī)模超千萬(wàn)的企業(yè)數(shù)量很少，產(chǎn)品種類有限，市場(chǎng)推廣和品牌知名度不高，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)生產(chǎn)加工企業(yè)對(duì)運(yùn)用3D 打印技術(shù)改造傳統(tǒng)制造工藝積極性不高，國(guó)內(nèi)3D 打印市場(chǎng)未真正形成。

二是產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不高，產(chǎn)業(yè)鏈短板明顯。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)在打印工藝、打印材料生成和處理、特種材料的制備等方面還有較大缺陷。特別是材料制造環(huán)節(jié)，能自主生產(chǎn)的材料非常有限，包括金屬材料在內(nèi)的大部分材料仍然依賴進(jìn)口，而且價(jià)格昂貴，極大地制約了國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推廣應(yīng)用。

三是企業(yè)研發(fā)投入較少，發(fā)展后勁不足。目前國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)整合度較低，大企業(yè)介入較少，3D 打印技術(shù)多積淀于高校，產(chǎn)品化開(kāi)發(fā)還很不充分；中小企業(yè)受自身資金和規(guī)模限制，研發(fā)投入相對(duì)較少，主導(dǎo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)發(fā)平臺(tái)尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用尚處于無(wú)序狀態(tài)。部分中小企業(yè)集中進(jìn)入“門檻”相對(duì)較低的3D 打印服務(wù)市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)受制于國(guó)外大企業(yè)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和企業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)增大。

分析以上問(wèn)題，主要原因有以下幾個(gè)方面：

一是缺乏宏觀方面的規(guī)劃指導(dǎo)。政府未能從宏觀層面進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，產(chǎn)業(yè)政策體系不夠完備，對(duì)國(guó)內(nèi)3D 打印資源未進(jìn)行有效整合，產(chǎn)業(yè)鏈不健全，政策和資金扶持力度不夠，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)“小而散”的問(wèn)題沒(méi)有得到有效解決。

二是“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合不夠緊密。目前，國(guó)內(nèi)3D 打印的研發(fā)資金大部分投入到高校和專業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)，研發(fā)成果真正投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的不多；企業(yè)受規(guī)模限制，研發(fā)投入有限，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)品技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平存在一定差距。

三是教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣不夠。對(duì)3D 打印的社會(huì)宣傳力度不夠，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)多數(shù)制造企業(yè)對(duì)3D 打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)和未來(lái)發(fā)展的戰(zhàn)略意義認(rèn)識(shí)不足，運(yùn)用3D 打印技術(shù)推動(dòng)生產(chǎn)的積極性不高，國(guó)內(nèi)3D 設(shè)備保有量不到全球的10%。同時(shí)，高校和職業(yè)技術(shù)學(xué)校未能及時(shí)普遍開(kāi)設(shè)3D 打印技術(shù)課程，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)人才儲(chǔ)備欠缺，發(fā)展后勁不足。

3 推動(dòng)國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要意義

隨著3D 打印技術(shù)在全球的風(fēng)靡，3D 打印產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)已然成為一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。牢牢把握這一難得的歷史機(jī)遇，全力推動(dòng)3D 打印產(chǎn)業(yè)在我國(guó)蓬勃發(fā)展意義重大、前景廣闊。

3.1 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展將起到重要的推動(dòng)作用

3D 打印技術(shù)改變了傳統(tǒng)的“去除型”制造，采用“增材制造”，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的制造流程，縮短了研制周期，提高了生產(chǎn)效率。運(yùn)用3D 打印技術(shù)，不僅具有產(chǎn)品研發(fā)速度優(yōu)勢(shì)，還可以直接加工出特殊、復(fù)雜的形狀，簡(jiǎn)化裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，化解技術(shù)難題，將會(huì)給航天、軍工、精密儀表以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域生產(chǎn)帶來(lái)突出的積極影響。

3.2 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)將激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)制造模式下個(gè)性化服務(wù)需求

個(gè)人定制服務(wù)將是未來(lái)服務(wù)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。將3D 打印技術(shù)與電商、網(wǎng)絡(luò)金融、現(xiàn)代物流結(jié)合，搭建個(gè)性化3D打印云制造服務(wù)平臺(tái)，可以針對(duì)不同群體的不同需求進(jìn)行一對(duì)一服務(wù)，滿足日益增長(zhǎng)的個(gè)性化定制服務(wù)需求，拓展個(gè)性化定制消費(fèi)市場(chǎng)，帶動(dòng)勞動(dòng)就業(yè)。

3.3 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)將有利于提升我國(guó)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

3D 打印技術(shù)被譽(yù)為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志。隨著3D打印技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國(guó)際社會(huì)對(duì)3D 打印市場(chǎng)的爭(zhēng)奪也日趨激烈。我國(guó)已建立了全世界第一家3D 打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，中央政府也計(jì)劃投資2.4 億美元，用于3D 打印技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用。在諸多利好條件的帶動(dòng)下，我國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)將會(huì)呈現(xiàn)地域性集聚快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)3 年產(chǎn)值規(guī)模將突破百億，將有很多企業(yè)從中得到實(shí)惠，同時(shí)也將有一大批國(guó)內(nèi)企業(yè)走出國(guó)門參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)提升國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際影響力意義重大。

4 推進(jìn)國(guó)內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的對(duì)策建議

4.1 加強(qiáng)宏觀規(guī)劃，協(xié)調(diào)推進(jìn)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展

建議出臺(tái)國(guó)家3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，重點(diǎn)推進(jìn)應(yīng)用領(lǐng)域和國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，建立3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，扶持重點(diǎn)發(fā)展企業(yè)，增強(qiáng)國(guó)內(nèi)3D 打印企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

4.2 加大科研投入，提升3D 打印技術(shù)研發(fā)水平

注重整合國(guó)內(nèi)科技資源，集中資金和人才力量，重點(diǎn)推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)、軟件控制、打印裝置、材料技術(shù)等領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)，突破制約我國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)，推動(dòng)我國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)快速協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

4.3 加強(qiáng)宣傳教育，推進(jìn)3D 打印技術(shù)生產(chǎn)應(yīng)用

以國(guó)家推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為契機(jī)，加速推廣3D 打印技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域中的應(yīng)用；依托科教頻道、科技館、文化藝術(shù)中心、青少年活動(dòng)中心等宣傳陣地，進(jìn)行3D 打印技術(shù)的展示、宣傳和推廣；積極鼓勵(lì)高校和職業(yè)技術(shù)學(xué)校開(kāi)展3D 打印技術(shù)課程，培養(yǎng)3D 打印技術(shù)人才。將電子商務(wù)與3D 打印“云制造”結(jié)合，搭建3D 打印制造服務(wù)平臺(tái)，為個(gè)人提供個(gè)性化定制服務(wù)，拓展個(gè)人服務(wù)消費(fèi)市場(chǎng)，帶動(dòng)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

［1］王忠宏，李揚(yáng)帆，張曼茵.中國(guó)3D 打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路［J］.經(jīng)濟(jì)縱橫，2013（1）：90-92.

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