編者按：本文是工業(yè)和信息化部賽迪研究院裝備工業(yè)研究所所長(zhǎng)左世全博士的研究報(bào)告，為方便閱讀，編者做了部分摘編，在保留報(bào)告總體框架的前提下省略了部分?jǐn)U展內(nèi)容。
一、3D打印概念內(nèi)涵
1、3D打印是一項(xiàng)新型數(shù)字化制造技術(shù)
3D打印，學(xué)界稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM），是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采用材料逐層堆積的方法制造實(shí)體物品的技術(shù)。該技術(shù)始于20世紀(jì)80年代的快速成型技術(shù)，具有三個(gè)方面的特征：一是制造技術(shù)的重大飛躍；二是制造工藝的深刻變革；三是制造模式的重要突破。
2、3D打印已形成較為完整的技術(shù)體系
目前，3D打印已經(jīng)發(fā)展出多種較為成熟的技術(shù)類型。依據(jù)材料輸送方式的不同，3D打印技術(shù)總體上可以分兩大類，一是選擇性沉積技術(shù)，包括熔融沉積成形（FDM）、激光凈成形（LENS）、分層實(shí)體制造（LOM）、電子束熔絲沉積(EBF)等；二是選擇性黏合技術(shù)，包括光固化成形（SLA）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、選擇性激光熔化（SLM）、三維打印（3DP）、電子束熔煉成形（EBM）等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外又發(fā)展出一些新的3D打印技術(shù)，如微納材料成形、細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形、復(fù)合沉積成形、多種材料噴射成形等多種類型。
3、3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域
隨著工藝、材料和裝備的日益成熟，3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍由最初的原型制造、模具制造擴(kuò)展到直接制造領(lǐng)域。
原型制造：目前應(yīng)用最廣，主要采用熔融沉積成型（FDM）技術(shù)、分層實(shí)體制造（LOM）技術(shù)、選擇性激光燒結(jié)或熔化（SLS／ＳＬＭ）技術(shù)，主要用于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測(cè)試和評(píng)估等。
模具制造：屬于過(guò)渡性應(yīng)用，主要采用選擇性激光燒結(jié)（SLS／ＳＬＭ）、分層實(shí)體制造（LOM）等技術(shù)，主要用于蠟?zāi)；蛏靶汀?br />
直接制造：屬于最終應(yīng)用。分兩類：一是消費(fèi)品生產(chǎn)，二是功能零部件。
二、我國(guó)3D打印發(fā)展現(xiàn)狀分析
1、發(fā)展現(xiàn)狀
（1）取得了一批基礎(chǔ)研究成果和技術(shù)
我國(guó)3D打印技術(shù)自20世紀(jì)90年代初開(kāi)始發(fā)展，近些年已經(jīng)取得了一批基礎(chǔ)研究成果和技術(shù)。
（2）高性能金屬零件激光直接成形技術(shù)世界領(lǐng)先
北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)在高性能金屬零件激光直接成形技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，在國(guó)際上首次全面突破了鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等難加工大型復(fù)雜整體關(guān)鍵構(gòu)件激光成形工藝、成套裝備和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，已生產(chǎn)出飛機(jī)機(jī)身主承力框、翼身根肋、主起落架等30多種構(gòu)件?！帮w機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”榮獲2012年度“國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”。
?。?）產(chǎn)業(yè)化取得初步進(jìn)展
依托高校、科研院所的研究成果，我國(guó)已經(jīng)涌現(xiàn)出20多家3D打印設(shè)備與服務(wù)企業(yè)。2013年，我國(guó)3D打印設(shè)備及服務(wù)銷售收入實(shí)現(xiàn)6億元。隨著我國(guó)制造業(yè)的整體升級(jí)，3D打印設(shè)計(jì)服務(wù)市場(chǎng)還將繼續(xù)擴(kuò)大。我國(guó)航空航天、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展也將帶動(dòng)3D打印設(shè)備及服務(wù)需求不斷擴(kuò)大。
2、存在問(wèn)題
我國(guó)3D打印技術(shù)雖然取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，但總體上還處于產(chǎn)業(yè)化起步階段，主要表現(xiàn)在：
?。?）公共技術(shù)平臺(tái)缺失
我國(guó)尚未建立3D打印公共技術(shù)平臺(tái)，缺乏像美國(guó)“3D打印創(chuàng)新研究所”一樣的產(chǎn)學(xué)研一體化機(jī)構(gòu)，高等院校、科研機(jī)構(gòu)各自為戰(zhàn)，合作研究的動(dòng)力不足，開(kāi)放集成的創(chuàng)新體系尚未形成，缺乏對(duì)技術(shù)兼容性和標(biāo)準(zhǔn)的制定。
?。?）產(chǎn)業(yè)規(guī)?；潭鹊?br />
我國(guó)增材制造的產(chǎn)業(yè)化尚處于起步階段。2012年，我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為12億元左右，不到全球的9%。增材制造裝備銷售僅占全球的8.7%，增材制造裝備及銷售收入約為6億元，僅占全球的4%，一半以上的增材制造設(shè)備依賴進(jìn)口。
?。?）產(chǎn)業(yè)鏈尚未有效形成
我國(guó)尚未成立專門(mén)從事材料制備、軟件開(kāi)發(fā)的3D打印企業(yè)，缺乏類似于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家涵蓋軟件開(kāi)發(fā)、材料制備、裝備生產(chǎn)與服務(wù)的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。從事檢測(cè)驗(yàn)證、金融、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等中介機(jī)構(gòu)也不健全。
?。?）教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣不足
目前，企業(yè)購(gòu)置3D打印設(shè)備的數(shù)量非常有限，且多從國(guó)外進(jìn)口，應(yīng)用范圍也較為狹窄。在機(jī)械、材料、信息技術(shù)等工程學(xué)科的教學(xué)課程體系中，缺乏與3D打印相關(guān)的必修環(huán)節(jié)，3D打印還停留在部分學(xué)生的課外興趣研究層面。
三、我國(guó)3D打印發(fā)展面臨的形勢(shì)
1、發(fā)展機(jī)遇
?。?）工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)加速利于3D打印市場(chǎng)需求快速擴(kuò)張
（2）航空航天、國(guó)防軍工的快速發(fā)展對(duì)3D打印設(shè)備的需求不斷增加
?。?）我國(guó)高度重視技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將助推3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
2、面臨挑戰(zhàn)
（1）世界主要經(jīng)濟(jì)體積極搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)
為搶占這一新興技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛進(jìn)行戰(zhàn)略部署，制定發(fā)展規(guī)劃及扶持政策。2012年8月美國(guó)政府高調(diào)宣布成立國(guó)家3D打印創(chuàng)新研究所（NAMII），第一階段由聯(lián)邦政府和企業(yè)投入7000萬(wàn)美元研發(fā)支持3D打印技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用，力爭(zhēng)促使美國(guó)成為全球優(yōu)秀的3D打印中心。英國(guó)政府自2011年開(kāi)始持續(xù)增大對(duì)3D打印技術(shù)的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，設(shè)立了多個(gè)3D打印研究中心。法國(guó)3D打印協(xié)會(huì)致力于3D打印技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究。在政府資助下，西班牙啟動(dòng)了一項(xiàng)發(fā)展3D打印的專項(xiàng)。澳大利亞政府于2012年2月宣布支持一項(xiàng)航空航天領(lǐng)域革命性的項(xiàng)目“微型發(fā)動(dòng)機(jī)3D打印技術(shù)”，使用3D打印技術(shù)制造航空航天領(lǐng)域微型發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。日本正著力推動(dòng)3D打印技術(shù)的推廣應(yīng)用，南非政府投入2800萬(wàn)蘭特扶持大型激光3D打印設(shè)備的開(kāi)發(fā)。
?。?）3D打印企業(yè)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈
近年來(lái)，隨著技術(shù)不斷成熟和專利權(quán)臨近到期，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的3D打印企業(yè)呈現(xiàn)出兩大動(dòng)向：一是通過(guò)并購(gòu)或合并做大企業(yè)，二是紛紛降低3D打印設(shè)備價(jià)格。這將為我國(guó)產(chǎn)業(yè)化程度不高的3D打印產(chǎn)業(yè)帶來(lái)沖擊。
?。?）我國(guó)在3D打印消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)方面依賴國(guó)外市場(chǎng)
消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)方面，我國(guó)還處于市場(chǎng)培育期，市場(chǎng)需求明顯不足。即使工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，我國(guó)用戶企業(yè)對(duì)使用3D打印機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與原型制造方面意識(shí)不足。
四、我國(guó)3D打印發(fā)展戰(zhàn)略及路徑
1、指導(dǎo)思想
深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，推動(dòng)信息化與工業(yè)化深度融合，面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展的需求，以實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的數(shù)字化和制造模式轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)，以突破關(guān)鍵核心技術(shù)為支撐，以推進(jìn)3D打印裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化為核心，以提升3D打印裝備集成創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，促進(jìn)示范應(yīng)用推廣，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
2、基本原則
?。?）堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向與政府推動(dòng)相結(jié)合
?。?）堅(jiān)持重點(diǎn)突破與整體推進(jìn)相結(jié)合
?。?）堅(jiān)持研究開(kāi)發(fā)與示范應(yīng)用相結(jié)合
（4）堅(jiān)持裝備制造與服務(wù)增值相結(jié)合
3、發(fā)展路徑
遵循“市場(chǎng)主導(dǎo)、政府引導(dǎo)、創(chuàng)新突破、應(yīng)用引領(lǐng)”的基本原則，前瞻布局關(guān)鍵共性核心技術(shù)，重點(diǎn)推進(jìn)3D打印裝備的產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)裝備、材料、軟件同步發(fā)展，加強(qiáng)3D技術(shù)在重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。
五、推進(jìn)我國(guó)3D打印發(fā)展的政策建議
1、增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力
加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與技術(shù)原始創(chuàng)新；重點(diǎn)推進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)；成立國(guó)家公共技術(shù)平臺(tái)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用合作。
2、形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈
3、開(kāi)展應(yīng)用示范推廣
4、加強(qiáng)國(guó)際交流合作
5、建立政策支撐體系
一是加大資金投入力度；二是完善技術(shù)人才引進(jìn)與培養(yǎng)政策；三是完善市場(chǎng)培育、應(yīng)用與準(zhǔn)入政策；四是進(jìn)行必要的行業(yè)監(jiān)管。
