我國3D打印產業發展現狀及前景展望

孫智強

（江蘇省科學技術情報研究所，江蘇南京 210042）

0 引言

3D 打印思想起源于19 世紀的美國，又被稱為三維打印或快速成型技術，是直接從數字模型通過材料堆積來生產三維實體的技術。20 世紀80 年代3D 打印技術開始實際運用，并在產品設計、制造工藝、制造裝備、材料制備、生物醫藥等領域產生全面、深刻的變革，并成為第三次工業革命的重要標志，受到世界各國的極大關注。我國3D 打印產業起步較晚，技術水平總體不高，產業化規模相對較小，但發展勢頭較好。

1 國內3D 打印產業發展現狀

中國3D 打印技術產業聯盟指出，2013 年我國3D 打印市場規模大概3 億美金，約占全球的10%，產業發展總體形勢較好，但規模小、技術弱、產業鏈不夠完善等問題亟待解決。

1.1 國內3D 打印產業技術現狀

我國3D 打印技術研究起步于上個世紀90 年代，技術研發任務主要由清華大學、西安交通大學、華中科技大學等多所知名高校和部分專業研發機構承擔。經過二十多年的努力，我國3D 打印技術研究取得了長足的進步。3D 打印技術專利申請數量逐年增長，以10%的份額，占據世界第3 的位置。3D 打印設備制造技術、3D 打印材料技術、3D 設計與成型軟件開發、3D 打印工業應用研究等方面研究成果豐碩，激光直接加工金屬技術、生物細胞3D 打印技術等已經處于世界先進水平。另外，我國也積極與國際知名企業進行合作，引進吸收國外先進技術，使我國3D 打印技術整機生產水平得到了大幅提升。國內部分企業已實現了一定程度的產業化，部分便攜式桌面3D打印機的價格已具備國際競爭力，成功進入了歐美市場。目前，國內3D 打印材料技術工藝水平相對滯后，國產3D 打印裝備性能以及穩定性與世界先進水平還有一定差距。

1.2 國內3D 打印企業發展現狀

目前，國產3D 打印企業還處在發展上升期。3D 打印設備的研制生產主要有2 種形式，一種是以北京殷華、陜西恒通智能機器、湖北濱湖機電為代表的部分企業，依托高校研究成果，對3D 打印設備進行產業化運作，實現了整機生產與銷售；另一種是以南京紫金立德為代表的部分企業，采取引進技術與自我開發相結合的辦法，實現了3D 打印機的整機生產和銷售。雖然部分公司生產的便攜式桌面3D 打印機的價格已具備國際競爭力，成功進入歐美市場，但是這些企業普遍規模較小，產品技術與國外廠商同類產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。部分東部發達地區企業采取購入3D 打印設備，專門為相關企業的研發、生產提供服務。其服務范圍涉及設計模具、樣品制作、輔助設計、文物復原等領域，取得了良好的經濟效益。同時，在政府推動和利益驅動下，部分產業鏈上游企業也紛紛考慮投資開發3D 打印設備生產和服務，3D 打印企業的數量和規模將進一步擴大。

1.3 國內3D 打印產業布局現狀

目前，國內3D 打印產業發展呈現加速增長態勢，但發展不夠均衡，技術側重點受地域經濟影響較為明顯。北京、陜西、上海三地是國內3D 打印專利申請量最多的省市，3D 打印的研究上均側重于生物體制造、塑料成型、圖像數據處理、電數字數據處理。陜西、遼寧、湖北等省份重工業基礎雄厚，3D 打印研究側重于金屬粉末成型、激光燒結成型方法、金屬材料鍍覆等方面，廣東、江蘇輕工業和生物醫藥產業基礎較好，3D 打印產業及技術研究側重于生物體制造和塑料成型。同時，各地3D產業發展受地域人才資源限制，發展進度很不均衡。目前國內3D 打印較為突出的省市多有其境內的高校支撐，如北京的清華大學，陜西的西安交通大學、西北工業大學，湖北的華中科技大學，上海的上海大學、東華大學等高校。這些高校匯集了3D打印技術領域的領軍人才，并帶出來一批研究團隊，也帶動了其對于3D 打印技術的研究。

2 國內3D 打印產業存在的問題及原因分析

目前中國3D 打印產業發展還不夠均衡，整體處在產業化初級階段，還存在諸多亟待解決的問題。

一是企業“小而散”，社會影響力有限。國內大部分3D 打印企業處于初創期，多數集中在產業鏈末端，企業年齡大多在5 年以下，規模超千萬的企業數量很少，產品種類有限，市場推廣和品牌知名度不高，導致國內生產加工企業對運用3D 打印技術改造傳統制造工藝積極性不高，國內3D 打印市場未真正形成。

二是產業技術水平不高，產業鏈短板明顯。當前，國內3D打印產業在打印工藝、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。特別是材料制造環節，能自主生產的材料非常有限，包括金屬材料在內的大部分材料仍然依賴進口，而且價格昂貴，極大地制約了國內3D 打印產業發展和推廣應用。

三是企業研發投入較少，發展后勁不足。目前國內的3D打印企業整合度較低，大企業介入較少，3D 打印技術多積淀于高校，產品化開發還很不充分；中小企業受自身資金和規模限制，研發投入相對較少，主導的技術標準、開發平臺尚未確立，技術研發和推廣應用尚處于無序狀態。部分中小企業集中進入“門檻”相對較低的3D 打印服務市場，產業核心技術受制于國外大企業，導致產業創新和企業發展風險增大。

分析以上問題，主要原因有以下幾個方面：

一是缺乏宏觀方面的規劃指導。政府未能從宏觀層面進行統一規劃和設計，產業政策體系不夠完備，對國內3D 打印資源未進行有效整合，產業鏈不健全，政策和資金扶持力度不夠，導致國內3D 打印產業“小而散”的問題沒有得到有效解決。

二是“產學研”結合不夠緊密。目前，國內3D 打印的研發資金大部分投入到高校和專業研發機構，研發成果真正投入市場運營的不多；企業受規模限制，研發投入有限，導致國內3D打印產品技術水平與世界先進水平存在一定差距。

三是教育培訓和社會推廣不夠。對3D 打印的社會宣傳力度不夠，導致國內多數制造企業對3D 打印技術優勢和未來發展的戰略意義認識不足，運用3D 打印技術推動生產的積極性不高，國內3D 設備保有量不到全球的10%。同時，高校和職業技術學校未能及時普遍開設3D 打印技術課程，導致國內3D打印技術人才儲備欠缺，發展后勁不足。

3 推動國內3D 打印產業快速發展的重要意義

隨著3D 打印技術在全球的風靡，3D 打印產業作為一個朝陽產業已然成為一個不爭的事實。牢牢把握這一難得的歷史機遇，全力推動3D 打印產業在我國蓬勃發展意義重大、前景廣闊。

3.1 發展3D 打印產業對產業高端化發展將起到重要的推動作用

3D 打印技術改變了傳統的“去除型”制造，采用“增材制造”，簡化了產品的制造流程，縮短了研制周期，提高了生產效率。運用3D 打印技術，不僅具有產品研發速度優勢，還可以直接加工出特殊、復雜的形狀，簡化裝備的結構設計，化解技術難題，將會給航天、軍工、精密儀表以及生物醫藥等領域生產帶來突出的積極影響。

3.2 發展3D 打印產業將激發互聯網制造模式下個性化服務需求

個人定制服務將是未來服務業發展的一個重點領域。將3D 打印技術與電商、網絡金融、現代物流結合，搭建個性化3D打印云制造服務平臺，可以針對不同群體的不同需求進行一對一服務，滿足日益增長的個性化定制服務需求，拓展個性化定制消費市場，帶動勞動就業。

3.3 發展3D 打印產業將有利于提升我國國際競爭力

3D 打印技術被譽為第三次工業革命的重要標志。隨著3D打印技術的廣泛應用，國際社會對3D 打印市場的爭奪也日趨激烈。我國已建立了全世界第一家3D 打印技術產業聯盟，中央政府也計劃投資2.4 億美元，用于3D 打印技術的研究、開發和商業化應用。在諸多利好條件的帶動下，我國3D 打印產業將會呈現地域性集聚快速發展態勢，預計未來3 年產值規模將突破百億，將有很多企業從中得到實惠，同時也將有一大批國內企業走出國門參與國際競爭，這對提升國家綜合競爭力和國際影響力意義重大。

4 推進國內3D 打印產業快速發展的對策建議

4.1 加強宏觀規劃，協調推進3D 打印產業發展

建議出臺國家3D 打印產業發展規劃，明確技術研發重點、產業發展重點，重點推進應用領域和國內重點發展區域，建立3D 打印產業發展基金，扶持重點發展企業，增強國內3D 打印企業國際競爭力。

4.2 加大科研投入，提升3D 打印技術研發水平

注重整合國內科技資源，集中資金和人才力量，重點推進數字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等領域技術研發，突破制約我國3D 打印產業發展的瓶頸環節，推動我國3D 打印產業快速協調健康發展。

4.3 加強宣傳教育，推進3D 打印技術生產應用

以國家推進產業結構調整為契機，加速推廣3D 打印技術在工業生產和其他領域中的應用；依托科教頻道、科技館、文化藝術中心、青少年活動中心等宣傳陣地，進行3D 打印技術的展示、宣傳和推廣；積極鼓勵高校和職業技術學校開展3D 打印技術課程，培養3D 打印技術人才。將電子商務與3D 打印“云制造”結合，搭建3D 打印制造服務平臺，為個人提供個性化定制服務，拓展個人服務消費市場，帶動3D 打印產業發展。

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