洞悉國內3D打印現狀 對癥下藥求發展

　導讀：問題出現了，找準原因，解決問題才是關鍵。于中國3D打印產業而言，亦是如此。
　　
　　3D打印行業在中國雖然起步較晚，卻有后來居上的趨勢。為了中國3D行業發展的更快、更好，我們就必須正視其面臨的問題，及時拿出對策。經過搜集與整理，這里為大家分析出中國3D打印行業所面臨的以下幾個問題，同時也提出了相應的對策。
　　
　　國內外行業差距
　　
　　有數據顯示，目前中國3D打印設備在世界只占極其一小部分。國內3D打印在過去20年發展比較緩慢，在技術上也存在瓶頸，主要原因有：（1）材料的種類和性能受限制，特別是使用金屬材料制造還存在問題；（2）成形的效率需要進一步提高；（3）在工藝的尺寸、精度和穩定性上迫切需要加強。
　　
　　隨著美國“再工業化、再制造化”的口號呼喊，3D打印所打造的少勞動力制造將給美國極大的動力去發展。中國與美國的差距主要表現在：（1）產業化進程緩慢，市場需求不足；（2）美國3D打印產品的快速制造水平比國內高；（3）燒結的材料尤其是金屬材料，質量和性能比我們好；（4）激光燒結陶瓷粉末、金屬粉末的工藝方面還有一定差距；（5）國內企業的收入結構單一，主要靠賣3D打印設備，而美國的公司是多元經營，設備、服務和材料基本各占銷售收入的1/3。在全球3D模型制造技術的專利實力榜單上，美國3DSystems公司、日本松下公司和德國EOS公司遙遙領先。
　　
　　展望未來，3D打印是以數字化、網絡化為基礎，以個性化、短流程為特征，實現直接制造、桌邊制造和批量定制的新的制造方式。其表現在：與生物工程的結合，與藝術創造的結合，與消費者直接結合。
　　
　　目前，在歐美等發達國家，3D打印技術的應用已較為廣泛，大到飛行器、賽車，小到服裝、手機外殼、甚至是人體組織器官。尤其在一些交叉學科領域中，3D打印的應用更加明顯。
　　
　　行業存在的問題
　　
　　3D打印產業正成為投資熱點，不少原來從事數字化技術、材料技術、精密機械技術的企業紛紛考慮投資開發3D打印設備生產和服務。目前，我國3D打印產業處于起步階段，存在一系列影響3D打印產業快速發展的問題。
　　
　　第一，缺乏宏觀規劃和引導。3D打印產業上游包括材料技術、控制技術、光機電技術、軟件技術，中游是立足于信息技術的數字化平臺，下游涉及國防科工、航空航天、汽車摩配、家電電子、醫療衛生、文化創意等行業，其發展將會深刻影響先進制造業、工業設計業、生產性服務業、文化創意業、電子商務業及制造業信息化工程。但在我國工業轉型升級、發展智能制造業的相關規劃中，對3D打印產業的總體規劃與重視不夠。
　　
　　第二，對技術研發投入不足。我國雖已有幾家企業能自主制造3D打印設備，但企業規模普遍較小，研發力量不足。在加工流程穩定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的制造技術等諸多環節，存在較大缺陷，難以完全滿足產品制造的需求。而占據3D打印產業主導地位的一些美國公司，每年研發投入占銷售收入的10%左右。目前，歐美一些3D打印企業依托其技術優勢，正加緊謀劃拓展我國市場。我國對3D打印技術的研發投入與美國有較大差距，占銷售收入的比重很少。
　　
　　第三，產業鏈缺乏統籌發展。3D打印產業的發展需要完善的供應商和服務商體系以及市場平臺。在供應商和服務商體系中，包含工業設計機構、3D數字化技術提供商、3D打印機及耗材提供商、3D打印設備經銷商、3D打印服務商；市場平臺包含第三方檢測驗證支持、金融支持、電子商務、知識產權保護等支持。而目前國內的3D打印企業還處于“單打獨斗”的初級發展階段，產業整合度較低，主導的技術標準、開發平臺尚未確立，技術研發和推廣應用還處于無序狀態。
　　
　　第四，缺乏教育培訓和社會推廣。目前，我國多數制造企業尚未接受“數字化設計”、“批量個性化生產”等先進制造理念，對3D打印這一新興技術的戰略意義認識不足。企業購置3D打印設備的數量非常有限，應用范圍狹窄。在機械、材料、信息技術等工程學科的教學課程體系中，缺乏與3D打印技術相關的必修環節，還停留在部分學生的課外興趣研究層面。
　　
　　產業快速發展建議
　　
　　當前，全球正在興起新一輪數字化制造浪潮，發達國家為解決近年來制造業競爭力下降的難題，大力倡導“再工業化、再制造化”戰略，提出智能機器人、人工智能、3D打印技術是實現數字化制造的關鍵技術，并希望通過這三大數字化制造技術的突破，鞏固和提升制造業的主導權。雖然3D打印等數字化制造的核心技術仍處在發展的初級階段，產業還不成熟，但在產品設計、復雜和特殊產品生產、個性化服務等方面已顯示其獨特優勢。所以，我們應充分認識智能制造、數字化制造對我國的深刻影響，加快3D打印產業的發展，推動我國由“工業大國”向“工業強國”轉變。
　　
　　(一)發展3D打印產業，可提升我國工業領域的產品開發水平，提高工業設計能力。傳統的工業產品開發方法往往是先做模具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需模具，就可以把制造時間降低為以前的1/10到1/5，費用降低到1/3以下。一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可以利用3D打印技術在短時間內制造出來，從而極大地促進產品的創新設計，能夠有效克服我國工業設計能力薄弱的問題。
　　
　　(二)發展3D打印產業，可生產出復雜、特殊、個性化的產品，有助于攻克技術難關。3D打印技術可為基礎科學的研究提供重要的技術支持。在航天航空、大型武器等裝備制造業，零部件種類多、性能要求高，需要進行反復測試，運用3D打印技術，既在研制速度上具有優勢，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，實現關鍵性能的趕超。在生命科學的研究和應用中，3D打印以“細胞打印”、“仿生定制”等形式出現，把標準化、自動化的機械加工業生產方式應用到生物工程、生物制藥和臨床醫學等領域，已取得豐碩成果。以生物組織為原材料的制造業，有望成為高端制造業的重要組成部分。發展3D打印技術，將促進我國在生物能源開發利用、生物和化學藥劑試驗、人體組織和器官再造等領域取得技術進步。
　　
　　(三)發展3D打印產業，可形成新的經濟增長點，促進就業。隨著3D打印技術的普及，“大批量的個性化定制”將成為重要的生產模式。3D打印技術與現代服務業的緊密結合，將衍生出新的細分產業、新的商業模式，創造出新的經濟增長點。比如自主創業者可通過購置或租賃低成本的3D打印設備（一些3D打印設備已低于1萬元），利用電子商務等平臺，為大量消費者定制生活用品、文體器具、工藝裝飾品等各類中小產品，激發個性化需求，形成一個數百億甚至數千億元規模的文化創意制造產業，并增加社會就業。
　　
　　行業政策建議
　　
　　(一)制定3D打印產業發展規劃，促進其優先發展。
　　
　　建議將3D打印技術定位為生產性服務業、文化創意、工業設計、先進制造、電子商務及制造業信息化工程的關鍵技術和共性技術，將該產業納入優先發展產業及產品目錄。在財稅金融政策上，鼓勵企業投資、研發、生產和應用3D打印技術，支持3D打印設備的進出口。
　　
　　(二)加強3D打印產業聯盟、行業協會建設，推動產業協同發展。
　　
　　積極引導工業設計企業、3D數字化技術提供商、3D打印機及材料研發企業和機構、3D打印服務應用提供商組建產業聯盟，利用有關學會、協會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術研發和行業標準制定。促進3D打印技術發展的市場建設，包括3D打印電子商務平臺、3D打印數據安全和產權保護機制、3D打印技術及關聯項目投融資機制等，促進產業可持續發展。
　　
　　(三)加大科技扶持力度，提升3D打印技術水平。
　　
　　設立3D打印產業專項基金，重點推進數字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等關鍵技術的研發。在研發扶持中，要注意建立公平、公正的研發績效評估體系，鼓勵各研發主體探索不同的技術路徑。
　　
　　(四)加強教育培訓，促進3D打印技術的社會化推廣。
　　
　　將3D打印技術納入相關學科建設體系，培養3D打印技術人才。依靠行業協會、博覽會、論壇等組織形式進行3D打印技術和應用的培訓。在科技館、文化藝術中心、青少年活動中心等公共機構進行3D打印技術的展示、宣傳和推廣。發展3D打印服務機構，推廣3D打印技術應用，為發展3D打印產業積累應用經驗。