余秀艷

（黃河交通學(xué)院，河南 武陟 454950）

3D打印技術(shù)對(duì)我國傳統(tǒng)制造業(yè)的影響

余秀艷

（黃河交通學(xué)院，河南 武陟 454950）

文章對(duì)3D打印技術(shù)的定義、材料和打印原理等進(jìn)行了簡單的介紹，分析了目前我國傳統(tǒng)制造業(yè)的現(xiàn)狀，認(rèn)為3D打印技術(shù)為中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)開拓了新思路，并對(duì)目前3D打印技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了分析。為實(shí)現(xiàn)我國由傳統(tǒng)的“中國制造”轉(zhuǎn)向“中國創(chuàng)造”，我們要利用好以3D打印技術(shù)為代表的新技術(shù)。

3D打印；原理；制造業(yè)

先進(jìn)制造技術(shù)AMT這一概念是由美國于20世紀(jì)80年代末提出的。它以提高制造企業(yè)綜合利益為目的，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，被認(rèn)為是提高制造業(yè)競(jìng)爭能力的主要手段，對(duì)整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。3D打印技術(shù)是先進(jìn)制造領(lǐng)域中，綜合了電氣、液壓、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、新型材料等多學(xué)科的增材制造、快速成型技術(shù)。

3D打印技術(shù)，屬于新一代綠色高端增材制造，與機(jī)器人及智能制造一起進(jìn)一步推動(dòng)了全球數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展。3D打印在日常生活和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，各種新的技術(shù)和發(fā)明讓人們產(chǎn)生無限聯(lián)想。3D打印的發(fā)展帶來巨大需求和無限商機(jī)，也給工業(yè)制造技術(shù)帶來了新的課題和挑戰(zhàn)。

1 3D打印技術(shù)概述

（1）定義:3D打?。═hree Dimensional Printing）即三維打印，享有“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”的美譽(yù)。該項(xiàng)技術(shù)通過相關(guān)的計(jì)算機(jī)軟件，先把需要在現(xiàn)實(shí)中構(gòu)建的立體模型通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出來，之后利用3D打印機(jī)把各種固體材料（如粉末化材料、液化材料、絲化材料等）“打印”成最終需要的成品。該工藝由美國MIT研究成功，Z.Coop.等公司商品化。

（2）打印材料。3D打印工藝技術(shù)有多種方法，彼此的區(qū)別在于可用的材料的方式不同，并通過不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印材料目前以有機(jī)高分子材料和金屬兩大類為主。

（3）打印原理。3D打印技術(shù)的本質(zhì)是利用“材料堆積”的原理進(jìn)行三維實(shí)體零件的制作，將復(fù)雜的計(jì)算機(jī)三維模型“切”成一系列設(shè)定好厚度的切片層，從而變?yōu)楹唵蔚亩S模型進(jìn)行打印，然后層層疊加。切片是將模型以片層的方式來描述，片層的厚度通常和打印機(jī)硬件設(shè)備性能和軟體性能以及打印原材料的特性共同決定，無論多么復(fù)雜的模型，對(duì)每一層來說就是簡單的矢量掃描，

2 我國傳統(tǒng)制造業(yè)的現(xiàn)狀

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和支柱，在制造業(yè)蒸蒸日上的同時(shí)，我們?nèi)孕枵J(rèn)清現(xiàn)狀，只有認(rèn)清現(xiàn)狀，才能清楚地看到癥結(jié)所在，從而走出一條有中國特色的現(xiàn)代制造業(yè)之路。

（1）科技研發(fā)能力弱，創(chuàng)新不足。在2015米蘭世博KIP館“中國制造到中國創(chuàng)造世博高峰論壇（CWB論壇）”專家指出在產(chǎn)品價(jià)值方面，我國的產(chǎn)品組裝與關(guān)鍵部件與國外存在著很大的價(jià)值差距。目前，許多產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部件被外資掌控，中國制造業(yè)企業(yè)在制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中僅賺取組裝的價(jià)值。

（2）產(chǎn)能過剩。自2011年起，中國超越美國，成為全球第一制造業(yè)大國。但是，中國制造業(yè)也有自己的問題，其中產(chǎn)能過剩將可能成為將來發(fā)展中的隱患。國家統(tǒng)計(jì)局近期公布的數(shù)字顯示，2015年2月CPI（消費(fèi)者物價(jià)指數(shù)）環(huán)比上漲1.2%，同比上漲1.4%；PPI（工業(yè)生產(chǎn)者出廠價(jià)格）環(huán)比下降0.7%，同比下降4.8%。PPI降4.8%，表明制造業(yè)通縮嚴(yán)重，顯示中國經(jīng)濟(jì)還在繼續(xù)下行。

（3）勞動(dòng)力成本上升，人力資本逐漸增加。調(diào)查顯示，近年來，機(jī)械制造、電子裝配、食品加工、商業(yè)服務(wù)行業(yè)用工缺口較明顯，尤其是制造業(yè)等勞動(dòng)密集型企業(yè)的用工需求量大，缺口較大，用工荒現(xiàn)象較明顯。

4 3D打印技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

3 3D打印技術(shù)中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新出路

3D打印具有生產(chǎn)周期短、節(jié)省加工材料、加速產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)度等特點(diǎn)，在加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件、鈦合金等難加工零件方面具有較大優(yōu)勢(shì)。3D打印對(duì)于我國制造業(yè)來講，提供了新的發(fā)展出路，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）優(yōu)化工業(yè)設(shè)計(jì)理念，催生創(chuàng)新。3D打印技術(shù)出現(xiàn)以后，有效地簡化了繪圖、模型制作程序，只要將程序代碼輸入3D打印機(jī)內(nèi)，輕輕按下按鈕，就可以直接獲得想要的產(chǎn)品模型或配件模型，有效縮短整個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間，對(duì)提高工業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)創(chuàng)新具有重要的作用。

（2）可以緩解中國的產(chǎn)能過剩問題。通過3D打印技術(shù)我們可以在摸清市場(chǎng)需求的前提下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行個(gè)性化的“打印”，這樣不但可以有效的減少行業(yè)的產(chǎn)能過剩問題，還可以實(shí)現(xiàn)很好的銷售效果，解決產(chǎn)品積壓的窘境，也能在一定程度上激發(fā)中小企業(yè)的創(chuàng)造熱情，發(fā)揮他們的優(yōu)勢(shì)。

（3）降低生產(chǎn)成本、減少人力成本。傳統(tǒng)制造技術(shù)以消減為主，而3D打印的原理是通過增材的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)件的成型，這樣既不浪費(fèi)材料，又可以快速、精密地制造出各種結(jié)構(gòu)冗雜的產(chǎn)品。

對(duì)于3D打印機(jī)而言，造型復(fù)雜的物體和最簡單的立方體、圓柱體是一樣的，而且材料更節(jié)省?？梢苑奖憧旖莶⒕_地制造造型復(fù)雜的物體，這就是3D打印的最大優(yōu)勢(shì)。與所有的新技術(shù)一樣，3D打印技術(shù)在其應(yīng)用推廣過程中也存在著軟肋，主要表現(xiàn)在打印成本太高、不具備規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢(shì)、使用材料比較單一等方面。3D打印技術(shù)的這些缺陷限制了3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍。

5 結(jié)語

總之，我國制造業(yè)要發(fā)展，必須加強(qiáng)人才培養(yǎng)，合理規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略，改善教學(xué)體系，抓住經(jīng)濟(jì)全球化帶來的國際產(chǎn)業(yè)分工調(diào)整重組的機(jī)遇，提升我國制造業(yè)的競(jìng)爭力。為實(shí)現(xiàn)我國由“中國制造”邁向“中國創(chuàng)造”，我們不但要借助信息技術(shù)手段營銷還要借助信息技術(shù)手段生產(chǎn)出更具競(jìng)爭力的產(chǎn)品。我們要充分利用好以3D打印技術(shù)為代表的先進(jìn)制造技術(shù)。

[1]趙云龍.先進(jìn)制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]王雪瑩.3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景分析[J].中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，2012，26（233）.

The Influence of 3D Printing Technology to Chinese Traditional Manufacturing Industry

YU Xiu-yan
（Huanghe Jiaotong University，Wuzhi，Henan 454950，China）

In this paper,the definition,the materaland principle of 3 d printing and so on has carried on the simple introduction,analyzed the present situation of our country's traditional manufacturing,see 3 d printing technology for the transformation and upgrading of China's manufacturing industry opens up a new way of thinking,and the current problems existing in the 3 d printing technology in the application are analyzed.In order to realize our country from the traditional"made in China"to"created in China",we should make good use of new technology represented by 3 d printing.

3D printing；principal；manufacturing industry

TH16

A

2095-980X（2015）02-0065-01

2015-01-14

余秀艷（1985-），女，河南林州人，碩士研究生，教師，主要研究方向：機(jī)械制造及其自動(dòng)化。