中国3D打印产业的现状及发展思路

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1、万方数据经济纵横·2013年第1期中国3D打印产业的现状及发展思路王忠宏，李扬帆，张曼茵(国务院发展研究中心产业经济部，北京100010)(清华大学经济管理学院，北京100083)(北京航空航天大学经济管理学院，北京100191)摘要：一些国家将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，使其引起广泛关注。发展3D打印产业，可以提升我国．x-,_lk领域的产品开发水平，提高工业设计能力；可以生产复杂、特殊、个性化的产品，有助于攻克技术难关；可以形成新的经济增长点，促进就业。面对新的生产方式变革和发达国家

2、大力推进的“再工业化战略”，我国也应高度重视3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化，加大人才培养、市场培育和应用推广的力度，努力在数字化革命和智能制造的“机会窗口”前取得3D打印产业发展主动权。关键词：3D打印产业；数字化制造；发展思路中图分类号：F49文献标识码：A文章编号：1007—7685(2013)01一0090—04近期，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，⋯引发了世人的关注。作为新生事物，什么是3D打印技术?它与传统产品开发和生产

3、制造有什么区别?发展的意义何在?我国发展现状如何?下一步应如何发展?一、3D打印概况(一)3D打印的概念3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备(俗称“3D打印机”)，用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印技术是“增材制造”的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办

4、法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。(二)3D打印技术所依托的关键技术3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术，主要包括以下方面：信息技术，即要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并根据模型自动分析出打收稿日期：2012一ll一10作者简介：王忠宏，国务院发展研究中心产业经济部博

5、士研究生；李扬帆，清华大学经济管理学院博士研究生；张曼茵，北京航空航天大学经济管理学院博士后。一90一万方数据经济纵横·2013年第1期印的工序，自动控制打印器材的走向；精密机械，即3D打印技术以“每层的叠加”为加工方式，产品的生产要求高精度，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求；材料科学，即用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。客观说，目前3D打印技术尚不成熟。作为一项多学科交叉的高新技术，还需要在各相关领域投入较大的

6、研发力量，才能掌握完整的核心技术。(三)3D打印技术的应用领域近年来，3D打印技术发展迅速，在各领域都取得了长足发展，已成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用，在工程和教学研究等领域也占有独特地位。具体应用领域包括：工业制造。可应用于产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证。制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品：3D打印技术制造的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世，家用器具模型也被用于企业的宣传、营销活动中；文化创意和数码娱乐：可作为

7、形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D打印技术塑造了部分角色和道具，3D打印技术制造的小提琴接近了手工艺的水平；航空航天、国防军工：可对形状复杂、尺寸微细、性能特殊的零部件、机构进行直接制造；生物医疗：可应用于人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等的制作；消费品：可应用于珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造；建筑工程：可应用于建筑模型风动实验和效果展示，建筑工程和施工(AEC)模拟；教育：可应用于模型验证科学假设，用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高校和军事

8、院校，3D打印机已经被用于教学和科研；个性化定制：可提供基于网络的数据下载、电子商务的个性化打印定制服务。从市场应用份额看，3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37％，在消费品领域占18．2％，①资料来源于维基百科英文版数据。应用于航空航天和国防军工占13．7％，在商业机器领域占11．2％，在医疗领域占8．8％，在科研方面占8．6％。①二、我国3D打印产业发展现状及面临的问题近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，初步取得成效