3D打印關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略

亓建國　亓寅

【摘 要】3D打印被認(rèn)為是近20年來世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，因而備受關(guān)注。文中研究了3D打印的關(guān)鍵技術(shù)，從宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)、技術(shù)研發(fā)投入、產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)籌發(fā)展及教育培訓(xùn)和社會推廣四個方面為實現(xiàn)3D技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提出建議。

【關(guān)鍵詞】3D打印；關(guān)鍵技術(shù)；產(chǎn)業(yè)化

1 3D打印的概述

近年來，3D打印技術(shù)受到國內(nèi)外新聞媒體和社會公眾的熱切關(guān)注和追捧，被認(rèn)為是最近20年來世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破，英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志認(rèn)為它將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動實現(xiàn)新的工業(yè)革命3D打印技術(shù)，又稱”三維打印技術(shù)”，即快速成型技術(shù)的一種，是指通過可以”打印”出真實物體的3D打印機，采用分層加工、疊加成形的方式逐層增加材料來生成3D實體。快速成型技術(shù)誕生于20世紀(jì) 80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)。目前，3D打印技術(shù)已在醫(yī)學(xué)、電子、機械和軍事等眾多領(lǐng)域進行了應(yīng)用[2]，其市場份額：建筑類，3%；消費電子產(chǎn)品，20.3%；車輛，19.5%；醫(yī)療/口腔醫(yī)學(xué)，15.1%；飛行器，12.1%，工業(yè)/商用機器，10.8%；學(xué)術(shù)研究，8%；行政/軍事，6%；其他：5.2%.

2 3D打印的關(guān)鍵技術(shù)

3D打印技術(shù)需要依托多個學(xué)科領(lǐng)域的尖端技術(shù)，主要包括以下方面[3]：

1）信息技術(shù)，即要有先進的設(shè)計軟件及數(shù)字化工具，輔助設(shè)計人員制作出產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，并根據(jù)模型自動分析出打印的工序，自動控制打印器材的走向；

2）精密機械，即 3D 打印技術(shù)以材料的層層疊加為加工方式，產(chǎn)品的生產(chǎn)要求高精度，必須對打印設(shè)備的精準(zhǔn)程度和穩(wěn)定性有較高的要求；

3）材料科學(xué)，即用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化/粉末化/絲化，在打印完成后又能重新結(jié)合起來，并具有合格的物理/化學(xué)性質(zhì)。

客觀說，目前 3D 打印技術(shù)尚不成熟，存在缺乏宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)、技術(shù)研發(fā)投入不足、產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展及缺乏教育培訓(xùn)和社會推廣等問題。它作為一項多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，還需要在各相關(guān)領(lǐng)域投入較大的研發(fā)力量，才能掌握完整的核心技術(shù)"。

3 發(fā)展3D打印的建議

針對當(dāng)前3D產(chǎn)業(yè)存在的不足，為發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)提出以下建議[3]：

1）制定3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，優(yōu)先發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。

建議將3D打印技術(shù)定位為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意、工業(yè)設(shè)計、先進制造、電子商務(wù)及制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，將該產(chǎn)業(yè)納入優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品目錄。

2）加強3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，行業(yè)協(xié)會建設(shè)，推動產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

積極引導(dǎo)工業(yè)設(shè)計企業(yè)、3D數(shù)字化技術(shù)提供商、3D打印機及材料研發(fā)企業(yè)和機構(gòu)、3D打印服務(wù)應(yīng)用提供商組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，利用有關(guān)學(xué)會、協(xié)會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術(shù)研發(fā)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。促進3D打印技術(shù)發(fā)展的市場建設(shè)，包括3D打印電子商務(wù)平臺、3D打印數(shù)據(jù)安全和產(chǎn)權(quán)保護機制、3D打印技術(shù)及關(guān)聯(lián)項目投融資機制等，促進產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3）加大科技扶持力度，提升3D打印技術(shù)水平。

設(shè)立3D打印產(chǎn)業(yè)專項基金，重點推進數(shù)字化技術(shù)、軟件控制、打印裝置、材料技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。在研發(fā)扶持中，要注意建立公平、公正的研發(fā)績效評估體系，鼓勵各研發(fā)主體探索不同的技術(shù)路徑。加強對3D打印產(chǎn)學(xué)研合作的支持，特別對實施產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)在市場銷售、推廣上給予政策支持。

4）加強教育培訓(xùn)，促進3D打印社會化發(fā)展。

將3D打印技術(shù)納入相關(guān)學(xué)科建設(shè)體系，培養(yǎng)3D打印技術(shù)人才。依靠行業(yè)協(xié)會、博覽會、論壇等組織形式進行3D打印技術(shù)和應(yīng)用的培訓(xùn)。在科技館、文化藝術(shù)中心、青少年活動中心等公共機構(gòu)進行3D打印技術(shù)的展示、宣傳和推廣。發(fā)展3D打印服務(wù)機構(gòu)，推廣3D打印技術(shù)應(yīng)用，為發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)積累應(yīng)用經(jīng)驗。

【參考文獻】

[1]劉紅光，等.國內(nèi)外3D 打印快速成型技術(shù)的專利情報分析[J].情報雜志， 2013，12（6）：40-46.

[2]王成燾.醫(yī)學(xué)的3D打印革命[J].中國經(jīng)濟和信息化，2013，13：48-49.

[3]王忠宏，李揚帆，張曼菌.中國3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路[J].經(jīng)濟縱橫，2013，01：90-93.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]