3D打印，開啟“私人訂制”時代

雷洋

最近幾年，3D打印的曝光度越來越高，3D打印房屋、3D打印汽車等3D打印產品的橫空出現，不僅引起民眾的廣泛關注，更是使得3D打印成為投資資金的新寵，銀邦股份、中航重機、華中數控等3D打印概念股表現大好。實際上，3D打印并非新鮮事物，早在20世紀80年代就有專門的研究機構和企業從事3D打印設備、材料、產品的研發與生產制造。經過幾十年的發展，3D打印已在工業造型、機械制造、軍事、建筑、影視、家電輕工、醫學、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域取得技術突破并得到初步應用。雖然目前全球3D打印市場份額只占整個制造業的0.02%，但是隨著3D打印技術和材料的發展，其應用領域必將不斷拓展，應用規模將不斷擴大。2012年，全球3D打印設備市場規模為22.04億美元，同比增長28.6%，預計到2017年將達到50億美元，到2020年將達到108億美元。

工業4.0背景下3D打印必受政策熱捧

3D打印技術完美地契合了工業4.0制造智能化、資源效率化和產品人性化的理念，因此成為廣大國家發展的重點。2012年，奧巴馬針對美國制造業提出了一系列發展方案，將3D打印列為11項重要技術之一，并聯合研發機構、高等院校、制造商，建立了國家3D打印研究所。3D打印是一場制造技術的革命，對中國制造業升級至關重要。我國從20世紀90年代起研發3D打印技術，目前，清華大學、北京航空航天大學、西安交通大學、華中科技大學、北京隆源公司等研究機構與企業，已經在3D打印設備和材料領域取得一定研究成果。2012年10月，中國3D打印技術產業聯盟成立，2013年，中國3D打印技術產業創新中心（南京、濰坊、珠海）相繼成立。2013年，3D打印入選國家“863”計劃，國家將提供4000萬人民幣作為研究基金來支持3D打印核心技術的發展，北京將投入15億人民幣支持3D打印技術。2015年2月，工信部下發《國家增材制造產業發展推進計劃（2015-2016年）》，對3D產業的發展做出了整體計劃，未來相關產業政策的出臺在預料之中。

定制化生產制造是3D打印主要發展方向

基于3D打印低成本定制化的優勢，航空工業、生物醫學和個人消費是其最具潛力的應用領域?！笆濉逼陂g，我國3D打印將率先在航空工業領域獲得廣泛應用。2013年1月，“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”獲國家技術發明獎一等獎，我國成為世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件激光快速成形及技術的國家、世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件制造且付諸實用的國家，航空部門和汽車制造等工業領域是該類3D打印技術最能發揮優勢的領域，未來幾年其應用將步入快速成長期。

3D打印在生物醫學領域的應用初步顯現，目前正在探索的應用主要有假牙和假肢，當3D打印技術與醫學影像建模、仿真技術結合之后，還能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面得到廣泛應用。隨著打印設備和打印材料技術的進一步突破、成本的進一步下降，3D打印在個人消費領域（食品、藝術品、個性化物品等）也將得到進一步發展。“十三五”期間，3D打印將深刻影響制造企業的生產方式，引領制造業從標準化和精益化生產步入定制化生產。經過“十三五”的夯實發展，到“十四五”期間，借助網絡和信息技術，我國有望初步形成以“個體創意+社區共建+云制造”為代表的新的制造業模式。

3D打印產業化發展尚需突破四大瓶頸

從中長期看來，3D打印產業具有較為廣闊的發展前景，但目前產業距離成熟階段尚有較大距離，理想很豐滿，現實很骨感，短期內對于3D打印的發展不宜過分高估。3D打印欲實現產業化發展，需要突破技術成本、打印材料、產品質量、社會風險等四大瓶頸。技術成本方面，以3D打印機為例，其造價昂貴，大多桌面級3D打印機售價2萬元人民幣左右，國內的仿制品價格可以低到6000元以下，但質量難以保證。打印材料方面，3D打印材料多采用化學聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在隱患，另外材料的價格也偏高，亟需豐富材料品種、降低材料價格。產品質量方面，許多3D打印產品精度還不盡人意，打印效率還遠不適應產業化需求，而且受工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴重沖突。社會風險方面，3D打印的技術優勢使得假冒、仿造變得更加容易，不在知識產權等方面提前做好應對，3D打印技術的泛濫將會帶來嚴重的社會風險。