分析3D打印技術對經濟發展的影響

張瑩梅 李善香 王景利

(哈爾濱金融學院，黑龍江哈爾濱150030)

2012年4月21日在英國的《經濟學人》上發表了一篇題為《第三次產業革命》的論文，在該文中將3D打印技術堪稱是第三次工業革命的重要標志之一，這一觀點當時引起了國內外的廣泛關注，人們對其眾說紛紜，各有其側重點。而在經濟學界，人們最關注的問題主要是3D打印技術是什么?它的發展優勢和對經濟發展的作用如何?如何充分發揮其優勢且更好地為經濟發展服務?如何促進其科學發展?下面就這些問題展開分析。

一、3D打印技術概述

(一)3D打印技術的涵義

3D打印技術是一種三維立體式打印，更加接近于客觀事物，是一項新興的技術，目前在國外已經得到一定程度的發展與應用，取得了一定的成果，被稱為具有工業革命意義的創新制造技術。它的工作流程主要分兩步:首先通過先進的計算機軟件設計出理想的立體式產品模型，然后通過在3D打印機中添加液化、粉末化、絲化的原材料逐層打印出3D式樣的產品。可以看出，3D打印技術的關鍵有兩點:一是立體式模型的設計;二是原材料的制造與添加。

(二)3D打印技術與傳統的數控制造的區別

3D打印技術的主要實現方式是“添加型”制造，這一點與傳統的“去掉型”數控制造正好相反，這也顯示出了其獨特的優勢或特點。傳統的“去掉型”制造方式是以原材料為基礎，通過切割、消磨和熔腐等方法，去除掉多余部分，得到各種所需要的零部件，再通過焊接和拼裝的方式組合成最終產品。可見這樣制造產品的程序相當繁雜，產品研制周期長，生產成本高且效率低，而3D打印技術的“添加型”制造通過在3D打印機中添加原材料就可以直接制造出或打印出任何形狀的物體，使產品的制造程序大大簡化，產品的研制周期間接顯著縮短，促進了生產效率的提高和生產成本的大幅度下降，大大提高了產品的市場競爭力，因此可以顯著提高經濟效益。

二、3D打印技術的經濟優勢分析

近十幾年來，在計算機功能迅速提高、電腦設計軟件的不斷出新，新物質材料的不斷發現與發明，自主創新能力的顯著提高和互聯網發展的推動下，3D打印技術被發明且發展迅速，在其發展過程中，其經濟優勢充分顯示出來，這已在實踐中得到證實，主要包括以下幾個方面:

(一)在生產復雜產品或變換產品樣式時不增加生產成本

在傳統的“去掉型”制造方式下，如果所生產的產品越復雜精細，會需要更多的生產時間、人力、財力和物力，使得制造難度加大，導致生產成本越高，在同樣的價格下會使企業的利潤下降或降低其市場競爭力。然而，在利用3D打印技術方式下，以3D打印機為例，制造一個華麗精細復雜的產品與制造一個簡單的方塊所消耗的時間、技能或生產成本一樣，只不過是一臺3D打印機需要設計不同的模型和新的原材料罷了，這種不增加成本的優勢將會改變傳統的計算生產成本方式和定價模式。

(二)按需零時間交付式生產和產品設計空間無限

3D打印可以按照需求及時生產，有利于降低企業的實物庫存，生產廠商可以按照客戶的訂單使用3D打印機及時制造出使客戶的個性化需求得到最大限度的滿足的立體式產品，有利于大幅度提高消費者的效用水平，這將改變傳統的需要時間的商業模式，零時間交付生產能最大限度地降低長途運輸成本，有利于實現人們按需就近生產的目標。此外，傳統的制造產品在形狀上由于受到使用工具的有限功能限制，只能生產出有限形狀的產品，而3D打印機則打破了這種局限，開辟了巨大的設計空間，可以說3D打印技術可以制造出任何形狀的產品，來滿足人類欲望的無限需求，有利于解決供需矛盾。

(三)有利于實現綠色經濟目標

在傳統的生產方式下，人們先生產所需的零部件，然后對這些零部件進行組裝來生產物品，而3D打印技術能使生產的物品的各部分一體化成型，無須組裝，這就使得供應鏈縮短了，節省了勞動力資源和運輸費用，供應鏈越短，環境污染也就越少，有利于實現綠色生產，此外3D打印技術還降低了廢棄的副產品的排放，據權威部門統計，傳統的加工制造業中，約有90%的金屬原材料被丟棄在工人車間里，而3D打印技術將金屬制造業的浪費大大降低，而且隨著3D打印技術水平的提高和打印材料的進步，“凈成型”制造將成為未來更環保的加工生產方式，有利于實現人類夢想的綠色經濟時代。

三、3D打印技術對經濟發展的作用

(一)3D打印技術有利于提供有效供給

近年來，隨著科技的進步，人們收入水平的提高，對生活中物品質量的要求也越來越高，導致了現實中出現企業所生產的產品嚴重過剩，消費者卻買不到自己想要買的產品，使產品市場中出現了供求矛盾，表面上是供過于求，實際上是供不應求，造成了稀缺資源的嚴重浪費。3D打印技術的出現在一定程度上會緩解上述供求矛盾，因為3D打印技術是按照消費者的個性化需求來設計和制造產品的，可以有效提供消費者所偏好的獨特商品，有利于實現產品市場供求平衡的理想狀態，有利于實現稀缺資源的優化配置和充分利用。

(二)3D打印技術有利于培育新的經濟增長點

近年來，3D打印技術發展迅速，很多國家都已加入到3D打印技術的研發與應用中來，其應用領域相當廣泛，幾乎遍及所有領域，已經成為現代模型、模具和零部件制造的有效手段，尤其在航空航天、國防軍工、汽車摩托車、生物醫藥、家電、建筑工程、教學研究、農用工具等領域已經得到一定的應用，取得了良好的效果，從維基百科英文版文獻獲取數據(見圖1)可知:從3D打印技術市場應用份額來看，3D打印技術應用在汽車及零部件領域占37%，消費品領域占18.2%，航空航天和國防軍工領域占 13.7%，商業機器領域占 11.2%，醫療領域占8.8%，科研領域占8.6%，可見各個經濟領域應用3D打印技術的市場開發空間還很大，這為各國培育新的經濟增長點指明了未來的方向與方法，在一定程度會緩解目前各國經濟發展緩慢的局面。因此，3D打印技術必將成為各領域大批量個性化生產的主要模式。

圖1 當前3D打印技術應用主要領域的產品份額

3D打印技術與現代農業、現代工業和現代服務業緊密結合，必將衍生出新的細分產業、新的商業經營模式，培育或創造出新的經濟增長點。例如自主創業者可以結合自身的創業領域的實情，購置3D打印設備，為其需求者提供個性化的服務，有利于形成一批數百億或數千億元規模的創業產業，促進經濟快速發展，與此同時，在3D打印產業發展過程中，必然會提供很多的就業崗位，通過創業來帶動就業，有利于擴大創業和就業的范圍，能有效緩解就業難的問題，使人力資源得到充分的利用和發揮，充分體現科學發展觀的基本要求。

(三)3D打印技術有利于經濟發展方式轉變

3D打印技術具有在生產復雜產品時不增加生產成本，生產及時有利于實現產品市場的供求平衡，綠色環保的生產方式可以實現綠色經濟，而且3D打印技術具有一體化成型的獨特優勢，有利于化解在使用數控技術生產產品時遇到的技術難題，如復雜形狀的設計、技術研發成本的計算、排放垃圾的技術處理等問題，而這些難題在3D打印技術下，可依靠3D打印的高端技術實現三大產業的現代化，優化現代農業、現代工業和現代服務業的產業結構，實現三大產業快速均衡發展，提高經濟增長的質量和效益，促進經濟發展由“減材”生產轉向“增材”生產，轉變生產方式一方面有利于減少稀缺資源的浪費，另一方面有利于減少垃圾排放，促進經濟發展與人口、資源和環境之間協調發展，實現經濟又好又快發展。

四、促進3D打印技術為經濟發展服務的主要對策

(一)將3D打印技術納入到經濟發展戰略規劃的重要位置，促進其優先發展

由于3D打印技術引起人們關注的時間很短，對于消費者來說是新生事物，導致很多消費者既不了解也不相信3D打印技術，據發放的1000份有效問卷調查獲悉，在我國消費者中大約有70%左右的人質疑3D打印技術的可行性，為了消除這種顧慮，最有效的方式就是依靠政府的權威性，通過制定經濟政策或經濟發展戰略規劃，將3D打印技術納入到國家產業規劃中，并且放在重要位置加以強調，與此同時，政府在經濟政策上尤其是財稅金融政策上要為3D打印技術企業提供優惠，積極支持和引導企業進行3D打印技術的投資、研發、生產和應用，支持3D打印設備的進出口，從而帶動經濟增長和促進經濟發展。

(二)加大科研投入，提升3D打印技術的核心競爭力

3D打印技術是一項新興技術產業，雖然近年來其引起了世人的廣泛關注，發展速度也很快，但是其核心技術研發仍處于發展的初級階段，產業還不成熟，從世界各國和地區3D打印技術應用的市場份額(見圖2)便可以看出。與此同時也說明3D打印技術的發展潛力巨大，市場空間更廣闊。在市場經濟環境下，誰首先掌握了最新的3D打印的核心技術，誰就最先搶占了最有利的市場領域和空間，占據了3D打印技術市場的主導權或壟斷權。目前我國已經成為繼美國日本德國之后的第四個3D打印設備的擁有國，因此，我國一定要盡快進一步的加大科研投入，研發出世界最前沿、最尖端的3D打印技術，并且將該技術轉化為現實生產力，使我國在3D打印技術領域處于世界領先地位，早日實現趕日超美的目標，使我國成為世界上最強大的3D打印技術國家，促進3D打印技術更好地為經濟發展服務，為國民經濟實現跨越式發展和早日跨越中等收入陷阱提供強大的科技支撐。

圖2 各國和地區3D打印技術應用的市場份額

(三)加大人才培養，促進3D打印技術設備與人才配套

由于3D打印技術是一項多學科交叉的高新技術，主要包括信息技術、精密機械和材料科學。因此，如能使3D打印技術設備應用于實際，必須有掌握3D打印技術的專業人才來操作，而這種人才最好能將三種技術更好地融合來實現3D打印技術的發展與創新，因此，可以通過3D打印技術設備生產企業與高等院校和科研院所合作或依靠行業協會、展覽會、研討會等組織形式進行3D打印技術人才的培養，實現3D打印技術設備的供給與需求的有效對接，促進產供銷資金鏈的有效循環，為3D打印技術進一步發展提供有效的資本保障，促進其健康、穩定、快速發展，更好地為國民經濟發展服務。

(四)制定3D打印技術行業準則，保證其產品和服務市場公開、公平、公正

制定行業準則的目的是為促進3D打印技術產品市場健康發展保駕護航，目前，3D打印技術產品市場在國內還尚未成熟，作為一個新興產業，其內部的利潤空間巨大，但由于3D打印技術研發成本較高且風險較大，很多企業都在處于觀望狀態，一旦一項新的技術被研發出來并且被應用于實際產生了巨額利潤，潛在的競爭者或觀望者就會通過高仿手段進入該市場，導致出現無序的惡性競爭局面，會造成“劣幣驅逐良幣”的市場結果，這樣會嚴重損害投資者和研發者的利益，不利于3D打印技術產品市場的進一步發展。因此，政府要制定3D打印技術行業標準，對違反行業準則的個人或企業給予嚴厲的警告或處罰，鼓勵和引導企業進行自主創新，形成屬于自己的3D打印技術品牌，保證3D打印技術市場穩定健康發展，為促進國民經濟健康發展增添強有力的“砝碼”。

綜上可知，3D打印技術具有很多的發展優勢，對經濟發展的作用巨大，但在其發展與應用過程中也存在一些問題，例如，3D打印機的市場價格高，據調查一般都在2萬元以上，對于普通消費者很難接受，即使在淘寶網上能買到售價在三千到六千的產品，但是大部分都是仿制品，軟件簡單，操作性差，打印原材料昂貴，運行速度慢，穩定性能差，如果中途斷電整個模型將完全報廢，而且產品售后服務嚴重短缺等。出現問題在其發展的初級階段是很正常的，隨著科技的進步和對市場的宏觀調控，這些問題會逐漸得到解決，應進一步深入研究3D打印技術，最大限度地發揮其優勢，防止問題的出現，促進3D打印技術更好地為國民經濟發展做出更大貢獻，早日實現中國的3D打印技術強國之夢。

［1］(美)胡迪·利普森，梅爾芭·庫曼.3D打印:從想象到現實［M］.中信出版社，2013(4).

［2］王景利.市場功能與政府功能關系的經濟學模型分析［J］.商業時代，2012(10):30.

［3］王忠宏.中國3D打印產業的現狀及發展思路［J］.經濟縱橫，2013(1).

［4］The Economist.第三次產業革命［N］.譯者:莫根兒，經濟學人(英國)，2012－04－21.