张培元-3d技术及应用产业发展概述

1、(1) 发展现状中国 3D 打印技术及设备开发已取得较大进展。我国 3D 打印技术，过去称为快速成型技术（RaPrototype，简称“RP ”）的研究始于 1991 年。近几年来，我国 3D 打印技术飞速发展，已研制出与国外 SLA、LOM、SLS、FDM 等工艺方法相似的设备，并逐步实现了商品化，其性能达到了国际水平。附表 4国内快速成型系统的主要科研机构LOM、SLA 设备颜永年教授SLS、MC 设备华技大学教授滨湖机电西安交通大学SL 设备及材料教授西安恒通航空航天大学SLS 设备王华明教授中航重机激光华南理工大学SL 材料隆源航空航天大学SLS 工艺交通大学RMC我国 3D 打印技术

2、应用初见成效。目前，我国 3D 打印技术主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等领域。在产品设计领域，3D 打印技术使 CAD 产生的概念模型实物化；利用 3D 打印技术产生的实物模型做设计评价，可以将产品的设计缺陷消灭在设计阶段，最终提高产品的整体设计质量；此外，还可以利用 3D 打印模型做性能和功能测试，如机构运动分析、分析、应力分析、流体和空气动力学分析等。3D 打印技术在快速模具制造领域的应用，可以分为直接和间接两大类：可以直接制造模具的快速成型工艺主要有SLS、LOM、FDM 等；间接制造模具的方法主要是用快速成型模型作为母模，翻制快速经济模具，如硅橡胶模具、聚氨酯模具、金属喷

3、涂模具、塑胶展示转盘模具、环氧树脂模具等。在铸造领域，3D 打印技术在的应用主要包括直接浇注铸件、用原型翻制母模后再浇注铸件、选用适当的树脂制造原型、电动转盘展示旋转台等等。在医学领域，3D 打印技术设计制造具有相当准确度和适配度的可植入的假体，能够提高美观度、缩短手术时间、减少术后并发症等。3D 打印技术对工业升级发展具有意义。首先，3D 打印技术是制造史上的巨大突破，可促进工业更好更快发展。利用 3D 打印技术加工零件，是利用激光、电能、热能等，学校研究方向知名教授将液态材料、粉末态材料烧结、聚合，进而完成造型过程。这种新的制造方式可免除制造刀具、夹具和模具的过程，直接进行产品加工，降低加

4、工成本，减少加工时产生的噪声。因此可以加快工业发展速度，促进工业更好更快发展。第二，3D 打印技术可以优化新产品设计开发过程，有效缩短新产品研发周期，确保新产品投放市场时间，是快速市场响应的重要保证。3D 打印技术可认为是一种新型的柔性制造工艺，不仅大大缩短了产品开发周期，而且明显降低了新产品开发率，显著提高新产品投产的一次成功率。第三，产品在设计阶段可进行功能试验并接受设计评估与校审。传统的新产品开发，只能利用进行物理、力学等功能验证，存在一定的风险性。3D 打印技术所使用的新型光敏树脂材料等制成的试件原型具有足够的强度，可用于物理、工程力学、材料力学、流体力学等方面的试验。在产品设计阶段，

5、同步制作出样件模型，进行相应功能试验，使新产品的设计开发更具有市场说服力，提高企业竞争力。(2) 存在的主要问题总的说来， 与发达国家相比，我国 RP 技术的研究和应用在一定的差距，主要表现在：1）、3D 打印技术本身发展不够成熟。该领域研究队伍比较薄弱，投人有限，设备尚未完全达到商品化，成型材料急需，与 3D 打印技术配套的后续技术尚不完备。2）、3D 打印技术未能有效地在企业中得到应用。企业界对 3D 打印技术重要性认识，缺乏企业的有力支持，目前投人的研发几乎都是由国家承担，企业没有发挥其主导作用。对于已引进 3D 打印技术设备的企业，也未能充分发挥其作用。由于目前的 3D 打印技术设备价

6、格太昂贵，因此广大中小型企业很少能得到 3D 打印技术服务。3）、没有建立发展 3D打印技术的协调管理体系。目前存在相当多的“低水平重复”现象，使得有限的投人未能发挥更好的作用。尤其是在学、产、研结合方面力度不够，影响科研成果的商品化，直至产业化。4）、国内 3D 打印企业仍缺乏强有力的推动。近年来，在国家科学技术部的支持下，我国已经在、西安、重庆等地建立一批向企业提供快速成型技术的服务机构，积极引进国外 3D 打印设备。(3) 发展机遇3D 打印将成为第三次工业的技术。学者他的新书中称，互联网与新能源的结合，将会产生新一轮工业这将是人类继 19 世纪的蒸汽机和 20世纪的电气化之后的第三次“

7、”。而英国：随着生产的数字化，第三次工业现正如火如荼地进行着，新材料、包括 3D 打印技术在内的全新工艺、易于使用的机器人与新式协同生产服务的涌现，使得人们能以更低的劳动力成本灵活地生产少量产品。3D 打印作为打破传统机械化集约生产方式的技术，将在第三次工业中发挥引领的作用，带动全球制造业升级发展。中国作为全球制造业大国，如何加快掌握 3D 打印技术以制造业竞争力，当前所的机遇与并存。中国 3D 打印市场前景将达级。从国外的实践来看，3D 打印不仅能快速制造出高精密与结构复杂的模具与零产品，还将能替代众多劳动密集型的制造业，包括文教体育、橡胶、制品、家具等（2011 年上述国内产用品、工艺美术

8、品、纺织服装、化学业产值已超过 7元）。随着 3D 打印技术的不断成熟，未来即使只有 10%的上述产业被级的 3D 打印市场。而在不远的未来， 3D替代，也将形成将可能与家用电脑一样普遍，孕育出巨大的消费市场。政策支持力度将不断加大。“十二五”时期是我国转变经发展方式、促进升级、实现“信息化与工业化深度融合”的关键时期，智能制造装备是国家重点支持发展的性新兴产业。3D 打印技术作为制造史上的巨大突破，对促进升级、实现“两化深度融合”具有重要意义；3D 打印设备则是智能制造装备的重要组成部分。因此，国家对 3D 打印产业的政策支持力度必将不断加大。亚洲制造业推动组建，中国 3D 打印技术迎来新一轮发展契机。亚洲制造业经过对 3D 打印技术的长期研究，制定了一系列的有针对性发展促进计划。进入2012 年下半年以来，亚洲制造业首先在国内推动 3D 打印技术的发展。在国家工信部的大力支持下，10 月 15 日联合航空航天大学、华技大学、滨湖机电、高科、宝康隆、紫金等国内主要科研机构及领先企业在发起建立中国 3D 打印技术，处拟设于。利用亚洲制造业的会员网络、资源和企业