导读: 当前，新一轮世界科技革命正在孕育，以增材制造技术为重要代表的第三次工业革命初见端倪。我国正处于工业转型升级的关键时期，增材制造技术的发展，对我国既是重大机遇，又带来了挑战。


OFweek激光网讯：当前，新一轮世界科技革命正在孕育，以增材制造技术为重要代表的第三次工业革命初见端倪。我国正处于工业转型升级的关键时期，增材制造技术的发展，对我国既是重大机遇，又带来了挑战。加快推进增材制造技术研发及产业化，对于提升我国制造业的整体创新能力，取得在数字化制造、智能制造方面发展的主动权，抢占先进制造业发展制高点，加快工业转型升级和经济发展方式转变具有重要意义。

　　增材制造技术与3D打印产业发展现状

　　增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是利用计算机设计数据，采用材料逐层堆积的方法制造实体零件的技术，AM技术与传统制造技术的融合发展将对制造业产生重要影响。欧美发达国家密切关注这一最新动向，加紧战略部署，推动AM技术创新及产业化。自1990年由美国麻省理工学院申请的专利“三维印刷技术”获得批准后，二十多年来，随着AM技术取得快速发展，包括“快速原型制造（Rapid Prototyping）”“实体自由制造(Solid-formFabrication)”等新型制造业态都被统称为3D打印产业，并预测这种实体自由成形制造技术将带来“第三次工业革命”。

　　3D打印产业代表制造业特别是大型航空航天制造发展新趋势。美国Wohlers协会在2012年度报告指出，AM技术诞生25年以来，相关设备和服务平均年增长率27%。据预测，到2016年该市场规模将达到31亿美元，到2020年将增长到52亿美元。AM技术正处于发展期，具有旺盛的生命力，还在不断发展；随着技术发展，应用领域也将越来越广泛。

　　目前，该技术与不同的材料和工艺结合形成了20多种AM设备，并呈现出三个方面的发展态势：一是利用3D打印机直接制造日常消费品；二是采用激光或电子束直接成形制造功能零件；三是将复合材料组织与外形结构的设计同步并制造一体化组织与结构。

　　我国3D打印产业发展现状及存在的问题

　　自20世纪90年代初以来，清华大学等高校，在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术等方面开展了积极的探索。尽管已有部分技术处于世界先进水平，但国内3D打印成本较高，多用于实验，规模化应用尚需时日。用3D打印替代传统制造业批量生产，从效率、成本和可靠性等方面来看都面临着极大挑战。从产业发展角度来说，我国3D打印产业主要存在以下四个方面亟待破解的问题：

　　产业布局层面，3D打印技术路线和国家层面产业发展战略亟待出台。首先，3D打印技术没有被确立为国家主流制造技术范畴。3D打印技术往往被看作工业设计的一种辅助手段，国家对3D打印这一交叉学科的技术总体规划与重视不够。其次，3D打印产业培育的基础较为薄弱。3D打印产业没有形成产业链、工业环境不配套等等；在一些核心技术和关键器件上仍然对国外依赖较大；在应用方面，我国的3D打印产业分布领域也较为狭窄。

　　产业规模层面，3D打印行业共性标准没有建立，制约了大规模商业化。3D打印技术应用特征是小批量、多品种和个性化，这就凸显行业共性标准的决定性意义。目前国内的3D打印企业整合度较低，主导的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无序状态等等。可见，3D打印行业共性标准体系一日不建立，3D打印就一日不能大规模商业化。

　　产业支撑层面，3D打印材料供给不足成为产业发展的一个巨大瓶颈。3D打印产业特殊性之一就是材料为王。耗材对3D打印技术的应用和发展起决定作用。国内有能力生产3D打印材料的企业并不多，主要依赖进口，特别是金属材料。由于国内3D打印产业还处于弱小阶段，过小的市场导致企业缺少加大研发投入的能力与动机，而且即便耗材研发成功，也存在规模化生产、材料配比等问题。

　　产业成长层面，3D打印产业的技术产品化开发滞后于国内市场开发。一方面，我国3D打印技术大多积淀在高校，代表一定实力的3D技术开发大多为清华大学等高校所掌握。但由于高校在技术产业化方面固有缺陷，使得这些技术的产品化开发还很不充分；已有的几家自主制造3D打印设备企业规模较小，研发力量不足。另一方面，国内3D打印服务的市场开发由于进入门槛低而出现过度开发特征。虽然，他们迅速开拓了3D打印服务市场，但同时由于原发性创新与产业核心技术的缺失也给整个处于孵化期的行业增添了风险。


加快培育我国3D打印产业的对策

　　3D打印产业发展是推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变的重大机遇之一。如果我们不能占据在以3D打印为代表的数字化制造技术上制高点，我国企业踯躅于产业链低端的现实将进一步恶化，特别是现有传统的制造手段和生产模式将很快被3D打印取代。因此，我们提出以下几点建议。

　　首先，要加快国家3D打印产业的顶层设计和统筹规划。加快研究和出台国家3D打印产业的发展规划，并在我国工业转型升级、发展智能制造业的相关规划中对涉及3D打印产业给予政策衔接。

　　其次，加快国家优势资源在打印材料、设计制造及应用领域等3D打印产业的三大环节集聚。政府主要负责引导方向，特别是要让从事3D打印产业的民营企业有充分的自主发展空间；发挥财税杠杆力度，针对已有3D打印重点企业在降低制造成本、提高制造效率低和制造精度等方面给予研发补贴和税费优惠。鼓励企业投资、研发、生产和应用3D打印并走向批量生产的发展模式，支持3D打印设备的进出口等。

　　再次，将3D打印技术作为国防科技和重工业以及占有重要经济地位的产业的重要支撑发展技术之一。国家应重点选择在航空航天、汽车模具等领域进行3D打印技术的推广应用，加快推进产业化；将3D打印技术定位为生产性服务业、工业设计、先进制造及制造业信息化工程的关键技术，将该产业纳入优先发展产业及产品目录。

　　最后，对于材料为王的3D打印产业来说，中国抢占该领域的经济科技最高点首选就是要从打印材料实现突破，而国家支持部分3D打印研发机构和重点企业全球招聘材料科学领域领军人才和团队是关键所在。