3D打印待解四大瓶颈

江苏凤谷节能科技有限公司  3D打印是一种增材制造，首先是制造概念的一种创新，因此可以制造出很多创新的结构，能够使制造模式创新，也就是支持个性化的定制生产。同时，不仅能够制造出产品的形状，而且也可以控制内部的组织，通过计算机控制，从一种材料的增量制造，发展到多种材料叠加在一个零件上实现分材制造，又从分材走向创材。

用3D打印的办法，可以创新出很多性质优良的合金元素，这是做材料基因计划的一个非常好的研发平台，同时在生物医疗方面可以从创材走向创生，可以制造人体自己的器官。因为这些制造技术的优越性，可以用任何的材料做任何的形状，在任何的场合制造。空客做了一个概念飞机，把飞机的重量减轻了65%，用3D打印可以一次完成。GE公司做的一个零件，把20个零件的发动机喷嘴集成在一起，不仅减了重，而且增效了15%。

3D打印能够做到智能工厂，因为工艺流程、转换便捷是一样的，材料的利用率接近100%，是可以实现众创众包的最好的形式，可以在家庭里就能实现设计和验证工作。2014年被称之为3D打印之年，我们可以看到很多从事信息化的公司、飞机制造的公司、机床的公司都纷纷介入3D打印，而金融界也在大力支持3D打印的企业。我们形容这是技术创新的井喷期，是产业的抢占发展期，是企业的跑马圈地期，这是一个大馅饼而不是一个陷阱。据亚洲制造业冠军联盟总干事罗百辉预测，中国3D打印5年内可能形成直接效益达到200-300亿元，制造业扩展效益达到1500亿元，基本上形成一个比较完整的产业链，一批制造企业把3D打印作为产品开发的必由之路。十年内基本上可以实现从产品的试制到航空航天、医疗行业的小批量的制造手段。

3D打印可以把很多的材料集中在一个零件上，也可以把材料用在最需要的地方。据麦卡锡预测，在有可能影响社会和经济发展的12个颠覆性技术中，3D打印排在第九，2030年整个3D打印的效益将上升为6千亿-1.2万亿美金。现在很多人认为用3D打印出来的零件品种还非常少，可能比不上等材制造或者是减材制造，但是3D制造的单价是很贵的，比如GE做的发动机喷嘴，数量非常少价格非常高。可能不久的将来，3D打印在价格市场上可以做到与等材制造、减材制造三足鼎立。

3D打印产业正成为投资热点。3D打印最关键的一点，是可以支持制造模式的变革，不少原来从事数字化技术、材料技术、精密机械技术的企业纷纷考虑投资开发3D打印设备生产和服务。目前，我国3D打印产业处于起步阶段，存在一系列影响3D打印产业快速发展的问题。

第一，缺乏宏观规划和引导。3D打印产业上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术，中游是立足于信息技术的数字化平台，下游涉及国防科工、航空航天、汽车摩配、家电电子、医疗卫生、文化创意等行业，其发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。但在我国工业转型升级、发展智能制造业的相关规划中，对3D打印产业的总体规划与重视不够。

第二，对技术研发投入不足。我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备，但企业规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多环节，存在较大缺陷，难以完全满足产品制造的需求。而占据3D打印产业主导地位的一些美国公司，每年研发投入占销售收入的10%左右。目前，欧美一些3D打印企业依托其技术优势，正加紧谋划拓展我国市场。我国对3D打印技术的研发投入与美国有较大差距，占销售收入的比重很少。

第三，产业链缺乏统筹发展。3D打印产业的发展需要完善的供应商和服务商体系和市场平台。在供应商和服务商体系中，包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗”的初级发展阶段，产业整合度较低，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。

第四，缺乏教育培训和社会推广。目前，我国多数制造企业尚未接受“数字化设计”、“批量个性化生产”等先进制造理念，对3D打印这一新兴技术的战略意义认识不足。企业购置3D打印设备的数量非常有限，应用范围狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中，缺乏与3D打印技术相关的必修环节，还停留在部分学生的课外兴趣研究层面。