中國3D打印技術應用的現狀及發展思路

張晶晶（山西農業大學信息學院，山西 太谷 030800）

中國3D打印技術應用的現狀及發展思路

張晶晶
（山西農業大學信息學院，山西 太谷 030800）

近幾年，由于科學技術的不斷的發展，3D打印作為一種新型的快速成型制造技術，并受到國際上的普遍關注。在“第三次工業革命”的大背景下，其被賦予了神圣的使命，被看作是引發“第三次工業革命”的關鍵性因素。自20世紀80年后期問世以來，3D打印技術作為一項高新制造技術，一直引導著世界制造產業的發展趨勢。所以發展3D打印產業，是提高我國制造技術在世界范圍內的競爭力，提升我國產品開發水平的關鍵所在。本文依據目前國內外3D打印技術的發展現狀，以及我國3D打印技術產業所面臨的技術瓶頸，分析了我國3D打印技術未來的發展思路，為現階段3D打印產業投資和技術開發研究提出一些建設性的想法。

3D打印；快速成型；產業發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.240

1　3D打印技術的原理

3D打印又稱為“三維打印”，是指依據物體的三維實體數據，通過層層堆積原材料的方法來生產產品的制造技術。與傳統去除材料的加工工藝完全不同，所以又被稱為“增材制造”。作為一種綜合性的快速成型技術，它包含了數字建模技術、機電控制技術、信息技術、材料科學與化學等諸多方面的先進制造技術，具有很高的科技含量。加工過程中，首先對三維實體進行逐層掃描，根據分成的無數細小的界面，將原材料層層堆積起來，最終形成完整的三維實體造型，同時可以實現無需原胚和模具。運用3D打印，可以制造傳統加工制作中，無法實現的復雜結構造型，不僅能夠大大縮短加工周期，簡化加工步驟，而且應用范圍廣，適用于大多數的生產領域和行業，能為企業有效地提高生產效率，降低企業的生產成本。

2　3D打印技術的現狀分析

目前，隨著3D打印技術的不斷發展，已被應用于各個領域的生產制造中，其中包括航空航天、生物醫學、消費品制造加工等領域。同時，隨著3D打印的日漸成熟，其應用領域還在不斷擴大，推動傳統制造業的變革。

（1）航空航天：在航空航天領域中，3D打印的應用尤其廣泛。眾所周知，航空航天領域是一個高精密高標準的行業，產品加工生產要求可靠性高，結構復雜精密。如果用傳統制造業技術進行生產，往往很難達到要求，甚至難以實現。而3D打印以其獨特的加工制造特點，則相對容易實現。這將大大減少航空航天行業生產加工中人力、物力以及資金的投入，縮短生產周期，提高生產效率。

（2）生物醫學：利用3D打印可以加工制造醫學道具、模型、用品等，例如醫療設備、人體器官等。通過3D打印制作復雜的人體器官模型，供人體器官移植。這將極大的提高現代醫療技術，幫組研究人員解決醫療技術難題，而通過傳統加工制造技術則難以實現。

（3）消費品制造加工：在新產品的研發設計過程中，利用3D打印可以快速地將研發人員的設計構想轉化成產品模型，大大縮短產品的研發周期和降低研發成本，同時使企業能準確地把握產品研發定位。目前，3D打印在我國消費品制造行業中的普及應用已相當普遍，很多消費品生產企業的應用程度比較高。而使用傳統的生產制造工藝，不僅需要制作加工產品所用到的模具，在生產過程中還存在浪費原材料，生產周期長的，資金消耗大的缺點。

3　我國3D打印技術發展面臨的問題及應對策略

作為一個全球制造業的大國，我國卻主要以基礎加工制造業為主。在加工制造產業中應用3D打印普及的時間還比較短，技術應用水平低。與歐美發達國家的技術水平相比，我國還處于3D打印研發的初級階段。雖然取得了一些進展，但依然存在眾多的技術問題有待解決。

首先，政府部門缺乏對3D打印的規劃和引導，尤其是在我國處于工業轉型升級進程中，在發展智能化制造業的規劃中，政府部門對于3D打印產業的發展整體規劃和推廣力度不夠；其次，國家對3D打印產業的技術、資金扶持力度小。目前我國能夠獨立具備生產3D打印設備能力的企業數量不多，由于企業自身技術研發和資金能力有限，導致企業難以生產高精密，性能優良的3D打印設備，來滿足國內企業加工生產的使用。所以，當前很多企業的3D打印設備主要依靠進口歐美發達國家的產品來滿足生產需求。而對這些進口產品的維護和維修，都要依靠生產廠家技術援助和人員的支持，無形中增加了我國企業在生產制造中的成本費用，降低了企業的生產效率，不利于我國企業生產能力的發展。第三，在我國制造業領域中，3D打印產業的推廣和技術培訓服務缺乏，只有為數不多企業能夠接受到先進制造理念的引導。很多企業沒有認識到3D打印的應用對于促進企業生產加工制造的重要性，對這一新型制造技術在企業發展中的戰略意義認識不夠深刻，而且，政府部門缺乏完整有效的3D打印推廣體系，讓更多的企業認識和接受3D打印，這大大減緩了我國工業生產體制的轉型步伐，降低了國內企業在國際市場中的競爭力。

針對，以上3D打印發展所面臨的問題，我國應該加大對3D打印的研發力度，引進國外先進的研發資源，組成技術研發團隊，不斷提高我國3D打印產業的技術水平，縮短與歐美發達國家3D打印技術的差距。其次，對國內有意向應用3D打印技術的中小企業在生產制造過程中對3D打印的應用提供技術和資金的扶持，使企業的加工制造能力最大程度的實現生產智能化，達到先進的生產制造水平。第三，完善現有3D打印的推廣體系，依靠大型展會、論壇研討等形式普及3D打印的應用，引導那些對3D打印認識不夠的企業引進新技術，為其提供從引進全技術和后期維護的全方位服務，解除企業在生產過程中的后顧之憂。

4　未來3D打印的發展思路

3D打印的在未來加工制造領域的潛力巨大，勢必成為引領未來制造業的主流趨勢。作為一項革命性的制造技術，雖然還存在技術不夠成熟的問題，但是它對于未來生產制造技術的發展具有巨大的影響力。我們應該不斷深入的探究和發展3D打印技術，使其更加成熟，更好地應用于現代加工制造業領域中，讓其更有效的服務于我國的制造業。

［1］江洪，康學萍.3D打印技術的發展分析［J］.新材料產業，2013，（10）：30-35.

［2］成凱.淺析3D打印技術的發展［J］.藝術科技，2013（11）：47.

［3］王忠宏，李揚帆，張曼茵.中國3D打印產業的現狀及發展思路［J］.經濟縱橫，2013（01）：91-93.