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(shù)字模型通過材料堆積來生產(chǎn)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(chǎn)品設計、制造工藝、制造裝備、材料制備、生物醫(yī)藥等領域產(chǎn)生全面、深刻的變革，并成為第三次工業(yè)革命的重要標志，受到世界各國的極大關注。我國3D 打印產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術水平總體不高，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模相對較小，但發(fā)展勢頭較好。

1 國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

中國3D 打印技術產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟指出，2013 年我國3D 打印市場規(guī)模大概3 億美金，約占全球的10%，產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體形勢較好，但規(guī)模小、技術弱、產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善等問題亟待解決。

1.1 國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)技術現(xiàn)狀

我國3D 打印技術研究起步于上個世紀90 年代，技術研發(fā)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(yè)研發(fā)機構承擔。經(jīng)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(shù)量逐年增長，以10%的份額，占據(jù)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(fā)、3D 打印工業(yè)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(jīng)處于世界先進水平。另外，我國也積極與國際知名企業(yè)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(chǎn)水平得到了大幅提升。國內(nèi)部分企業(yè)已實現(xiàn)了一定程度的產(chǎn)業(yè)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(nèi)3D 打印材料技術工藝水平相對滯后，國產(chǎn)3D 打印裝備性能以及穩(wěn)定性與世界先進水平還有一定差距。

1.2 國內(nèi)3D 打印企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，國產(chǎn)3D 打印企業(yè)還處在發(fā)展上升期。3D 打印設備的研制生產(chǎn)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(yè)，依托高校研究成果，對3D 打印設備進行產(chǎn)業(yè)化運作，實現(xiàn)了整機生產(chǎn)與銷售；另一種是以南京紫金立德為代表的部分企業(yè)，采取引進技術與自我開發(fā)相結合的辦法，實現(xiàn)了3D 打印機的整機生產(chǎn)和銷售。雖然部分公司生產(chǎn)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(yè)普遍規(guī)模較小，產(chǎn)品技術與國外廠商同類產(chǎn)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(fā)達地區(qū)企業(yè)采取購入3D 打印設備，專門為相關企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)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(jīng)濟效益。同時，在政府推動和利益驅動下，部分產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)也紛紛考慮投資開發(fā)3D 打印設備生產(chǎn)和服務，3D 打印企業(yè)的數(shù)量和規(guī)模將進一步擴大。

1.3 國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)加速增長態(tài)勢，但發(fā)展不夠均衡，技術側重點受地域經(jīng)濟影響較為明顯。北京、陜西、上海三地是國內(nèi)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(shù)據(jù)處理、電數(shù)字數(shù)據(jù)處理。陜西、遼寧、湖北等省份重工業(yè)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(yè)和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)基礎較好，3D 打印產(chǎn)業(yè)及技術研究側重于生物體制造和塑料成型。同時，各地3D產(chǎn)業(yè)發(fā)展受地域人才資源限制，發(fā)展進度很不均衡。目前國內(nèi)3D 打印較為突出的省市多有其境內(nèi)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(yè)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(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)存在的問題及原因分析

目前中國3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不夠均衡，整體處在產(chǎn)業(yè)化初級階段，還存在諸多亟待解決的問題。

一是企業(yè)“小而散”，社會影響力有限。國內(nèi)大部分3D 打印企業(yè)處于初創(chuàng)期，多數(shù)集中在產(chǎn)業(yè)鏈末端，企業(yè)年齡大多在5 年以下，規(guī)模超千萬的企業(yè)數(shù)量很少，產(chǎn)品種類有限，市場推廣和品牌知名度不高，導致國內(nèi)生產(chǎn)加工企業(yè)對運用3D 打印技術改造傳統(tǒng)制造工藝積極性不高，國內(nèi)3D 打印市場未真正形成。

二是產(chǎn)業(yè)技術水平不高，產(chǎn)業(yè)鏈短板明顯。當前，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)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(huán)節(jié)，能自主生產(chǎn)的材料非常有限，包括金屬材料在內(nèi)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(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推廣應用。

三是企業(yè)研發(fā)投入較少，發(fā)展后勁不足。目前國內(nèi)的3D打印企業(yè)整合度較低，大企業(yè)介入較少，3D 打印技術多積淀于高校，產(chǎn)品化開發(fā)還很不充分；中小企業(yè)受自身資金和規(guī)模限制，研發(fā)投入相對較少，主導的技術標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術研發(fā)和推廣應用尚處于無序狀態(tài)。部分中小企業(yè)集中進入“門檻”相對較低的3D 打印服務市場，產(chǎn)業(yè)核心技術受制于國外大企業(yè)，導致產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和企業(yè)發(fā)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(guī)劃指導。政府未能從宏觀層面進行統(tǒng)一規(guī)劃和設計，產(chǎn)業(yè)政策體系不夠完備，對國內(nèi)3D 打印資源未進行有效整合，產(chǎn)業(yè)鏈不健全，政策和資金扶持力度不夠，導致國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)“小而散”的問題沒有得到有效解決。

二是“產(chǎn)學研”結合不夠緊密。目前，國內(nèi)3D 打印的研發(fā)資金大部分投入到高校和專業(yè)研發(fā)機構，研發(fā)成果真正投入市場運營的不多；企業(yè)受規(guī)模限制，研發(fā)投入有限，導致國內(nèi)3D打印產(chǎn)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(nèi)多數(shù)制造企業(yè)對3D 打印技術優(yōu)勢和未來發(fā)展的戰(zhàn)略意義認識不足，運用3D 打印技術推動生產(chǎn)的積極性不高，國內(nèi)3D 設備保有量不到全球的10%。同時，高校和職業(yè)技術學校未能及時普遍開設3D 打印技術課程，導致國內(nèi)3D打印技術人才儲備欠缺，發(fā)展后勁不足。

3 推動國內(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要意義

隨著3D 打印技術在全球的風靡，3D 打印產(chǎn)業(yè)作為一個朝陽產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)在我國蓬勃發(fā)展意義重大、前景廣闊。

3.1 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)對產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展將起到重要的推動作用

3D 打印技術改變了傳統(tǒng)的“去除型”制造，采用“增材制造”，簡化了產(chǎn)品的制造流程，縮短了研制周期，提高了生產(chǎn)效率。運用3D 打印技術，不僅具有產(chǎn)品研發(fā)速度優(yōu)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(yī)藥等領域生產(chǎn)帶來突出的積極影響。

3.2 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)將激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)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(yè)發(fā)展的一個重點領域。將3D 打印技術與電商、網(wǎng)絡金融、現(xiàn)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(yè)。

3.3 發(fā)展3D 打印產(chǎn)業(yè)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(yè)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(chǎn)業(yè)聯(lián)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(fā)和商業(yè)化應用。在諸多利好條件的帶動下，我國3D 打印產(chǎn)業(yè)將會呈現(xiàn)地域性集聚快速發(fā)展態(tài)勢，預計未來3 年產(chǎn)值規(guī)模將突破百億，將有很多企業(yè)從中得到實惠，同時也將有一大批國內(nèi)企業(yè)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(nèi)3D 打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的對策建議

4.1 加強宏觀規(guī)劃，協(xié)調推進3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展

建議出臺國家3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，明確技術研發(fā)重點、產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，重點推進應用領域和國內(nèi)重點發(fā)展區(qū)域，建立3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，扶持重點發(fā)展企業(yè)，增強國內(nèi)3D 打印企業(yè)國際競爭力。

4.2 加大科研投入，提升3D 打印技術研發(fā)水平

注重整合國內(nèi)科技資源，集中資金和人才力量，重點推進數(shù)字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等領域技術研發(fā)，突破制約我國3D 打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)，推動我國3D 打印產(chǎn)業(yè)快速協(xié)調健康發(fā)展。

4.3 加強宣傳教育，推進3D 打印技術生產(chǎn)應用

以國家推進產(chǎn)業(yè)結構調整為契機，加速推廣3D 打印技術在工業(yè)生產(chǎn)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(yè)技術學校開展3D 打印技術課程，培養(yǎng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展。

［1］王忠宏，李揚帆，張曼茵.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（1）：90-92.

［2］王雪瑩.3D 打印技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景預見［A］.第七屆全國技術預見學術研討會文集［C］.河南：創(chuàng)新科技雜志社，2012.

［3］張繼松.3D 打印技術的應用和發(fā)展前景［J］.磁性元件與電源，2013（10）：151-160.