3D打印技术发展现状与发展影响探究

1、3D打印技术发展现状与发展影响探究一、3D打印概念及发展现状诊断（一）3D打印概念3D打印是一种能够将数字模型转换为3D物品的技术。通过对各种不同材料的融合堆叠，形成与数字模型完全一致的产品。3D打印专业说法为“增材制造”技术，包括快速原型制造技术和高性能金属构件直接制造技术两大类。3D打印可以缩短新产品研制周期，降低产品研发和制造成本。3D打印最初的技术起源于二十世纪八十年代美国军方的快速成形技术，通过电脑创建的三维设计图将材料分层“打印”叠加，最终整体成形。3D打印机的出现是对生产方式的一个革新，使设计师与产品之间建立了直接联系。一方面保证了设计者的想法、创意能够原汁原味的体现出来，另一方

2、面可以大大降低制作成本，而随着科技的不断进步，3D打印机用于大规模制造变为可能。就目前而言，3D打印机主要被应用在医疗行业、科学研究、产品原型、文物保护、建筑设计、食品产业、飞机制造业、汽车制造业、配件饰品等领域。（二）3D打印规模化将带动全产业链“爆发式”发展3D打印规模化发展尚需8到10年。3D打印机的用途很广，但是目前还处于概念设计阶段，3D打印技术的产业化主要体现在先进材料的突破、生产成本的降低、工艺的完善及应用规模的扩大。据Wohlers公司发布的报告称，2011年，全球3D打印市场规模为17.1亿美元，年增长率达29.4%，并将保持两位数的增长势头。到2015年，快速成型制造业的产

3、品销售额与服务将达到27亿美元；到2019年，将会增长到65亿美元。3D打印产业发展快速，预计通过8到10年左右时间将实现规模化发展。虽然我国的3D打印技术已经取得了长足的进步，但还主要停留在设计和样机开发阶段，尚未实现规模化生产。2012年，世界增材制造的总产值大概是11亿美元，而我国是两亿人民币左右。我国3D打印研究比较领先，主要研究力量集中在武汉、深圳、北京、西安等城市，2013年中国首个3D打印工业园落户武汉东湖高新区。预计到2015年我国可以初步实现产业化，2020年实现产业化。3D打印个人消费将成为亮点。3D打印技术会像电脑、网络进入普通家庭一样，越来越便宜的价格，性能却越来越卓越

4、，将融入我们的生活甚至改变我们的生活。3D打印有着巨大的带动效应，将促进全产业链的“爆发式”增长。3D打印产业链可以分为上游的材料制造、中游的3D打印设备制造以及下游的相关应用软件和服务。生活当中绝大部分消费品都可以使用3D打印来制造，按制造业行业划分，可分为文教体育用品、工艺美术品、纺织服装、鞋、帽、皮革、羽绒、化学纤维、橡胶制品、塑料制品、非金属矿物制品、家具制品制造等，这将是一个巨大的产业，按照2011年全年产值为68,840亿元来看，如果能够实现10%甚至更多的3D打印方式的话，这将是一个超万亿元产值的大产业，同时也将产业的爆发式增长。二、3D打印带来的影响与作用分析（一）3D打印将会

5、带动个性化消费时代的来临个性化设计即将成为一种时尚。3D打印机诞生后，对工业社会的改变将会是巨大的。理论上“想象力有多大，3D打印的用途就有多广。千篇一律的产品，已经无法满足人们的个性化需求。而3D打印的出现，满足了人人可以创造个性化产品的需求。个性化消费将成为主流。中国工程院院士卢秉恒认为，在3D打印的大潮之下，个性化的定制产品将成为主流。每一个人的不同需求，都能通过3D打印得到满足，人们的生活方式将被彻底改变。英国增材制造协会主席彼得托马斯介绍，目前3D打印机已被用于多个行业的样品制造，特别是在航空航天、医疗、建筑、运动、娱乐、汽车和个性化定制等行业。业界普遍认为，3D打印技术的应用将从两

6、个方面深刻改变传统制造业形态：一是使制造工艺发生深刻变革；二是使制造模式发生革命性变化。“堆积制造将改变第二次工业革命产生的以装配生产线为代表的大规模生产方式，使产品生产向个性化、定制化转变。”中国电子信息产业发展研究院装备工业研究所所长左世全表示。（二）3D打印是第三次产业革命的重要推动力从金融危机美国看到了制造业的重要性，制定了一系列的措施标志了制造业回流的决心。随着社会生产的数字化和信息的网络化，3D打印成为了“第三次工业革命”的重要推动力，正对传统的产业产生重要影响。3D打印发展的战略影响力越来越重要。2013年2月，美国总统奥巴马在发表国情咨文演讲中表示，计划建设一个包含15个制造创

7、新中心的全国性网络，专注于3D打印和基因图谱等各种新兴技术，其研发投入超过太空竞赛之后的所有研发投入。在杨斯顿(Yongstown)新建的美国国家增材制造创新学会由美国联邦政府出资，并得到了60所高校和企业的协助。该中心的目的是研究如何利用3D打印技术全面提升美国制造业。此外，还将建设3个制造中心，并着手打造成为全球的高科技中心。第三次产业革命是一场关于“高效+低耗+商业消费模式转变”的革命。3D打印技术将极大的提高制造业效率，并实现低能耗、低成本、低损耗，创意生活消费模式是商业消费模式的主题，3D打印将促使创意化生活消费模式产生，从原材料到服务，可以实现自由搭配。3D打印将成为第三次产业革命

8、的重要推动力。（三）3D打印促使传统制造成本将进一步压缩传统制造业成本正变得越来越不重要，如劳动力，物流，市场销售等成本，更多的公司希望贴近市场，以更加可靠的质量更快的生产速度对市场需求的改变作出反应。如今，很多产品变得越来越复杂，最好的解决方法便是让设计人员和制造人员在同一个地方工作。单一模式的工作局面也将改变，不再是单一部门制，设计人员与制造人员将组成“混合”部门制。三、我国3D打印发展存在的瓶颈与困难（一）制造业发展秩序将面临“瓦解”当3D打印机进入个人消费时代，知识产权问题将成为一句“空话”。因为3D打印不仅可以复制外形，并且可以复制更为复杂的细节。专利与版权保护将成为阻碍3D发展的一

9、个重要屏障。3D打印在为生活带来巨变的同时，制造业的标准化将是一个大问题，随着制造业的快速升级，势必造成现有行业标准、国家标准、国际标准难以执行。如果不统一相应的标准，在全球化的今天，因为标准不一，3D打印只会给社会带来更大的资源浪费。（二）缺乏高、精、强的3D打印原材料与完备的数据库3D打印材料供给是阻碍产业发展的一个瓶颈。目前3D打印耗材有限，多为石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒、树脂等。由于制造精度、复杂性、强度等难以达到较高要求，国内有能力生产3D打印材料的企业并不多，它们主要依赖进口。此外，我国在高、精、强的3D打印原材料与完备的数据库建设方面还比较落后。3D打印需要复杂的3D数据和可用

10、材料，如果没有制造经验，很可能做出的只是半成品。对于3D打印机的普及， 3D数据的完善不可或缺。四、我国3D打印发展措施建议（一）加强顶层设计和统筹规划一是要统一思想认识。要充分认识到3D打印产业链发展的复杂性、艰巨性和长期性，要积极稳步推进3D产业发展。二是要搞好统筹规划。统筹处理好管理与服务之间、政府投入与利用社会资源之间的关系，并在发展中不断调整和完善规划，建立健全3D打印产业链相关立法。三是要强化顶层设计。要在规划基础上，从全局出发，整合各方面的资源，凝聚各方面的智慧，研究推进3D打印产业链发展的整体框架体系，并结合实际不断完善，创造新的消费需求，促进消费升级。四是要严格标准规范。要抓

11、紧基础性标准的制（修）订，并在建设实施过程中严格执行。五是要分步分类推进。要根据不同地区、不同领域的3D打印发展现状和需求，分类型、分步骤有序推进3D打印产业发展。 （二）加强基础研究与工艺设计，建立并完善3D打印数据库重视基础研究，尤其研究3D打印新材料、3D打印机器件的工艺设计。加强重点、前沿共性技术研究，研发核心材料和关键性工艺，掌握核心知识产权，适时筹建增材制造行业组织。增强应用研究，尤其是加强新产品在新产业链上开发应用与示范，实现技术成果的产业化。建立并完善3D打印数据库，加强数据库的统筹架构与设计，促进3D打印科学发展与可持续发展。（三）加紧财税政策引导，加大财政资金支持力度加紧财税政策引导。在全面落实现行各项促进科技投入和科技成果转化、支持高技术产业发展等方面的财税政策的基础上，结合财税改革方向和税种特征，针对3D打印产业的特点，