作為一項(xiàng)具備多種優(yōu)勢的新型制造技術(shù)，3D打印一直備受各界關(guān)注。隨著3D打印技術(shù)日趨成熟，在建筑、生物醫(yī)學(xué)、航天軍工等多個(gè)領(lǐng)域取得突破，未來3-5年將是3D打印產(chǎn)業(yè)化最為關(guān)鍵的發(fā)展機(jī)遇期。

3D打印發(fā)展現(xiàn)狀

3D打印也稱為增材制造技術(shù)。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。

我國的3D打印主要集中在家電及電子消費(fèi)品、建筑、教育、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。其中，3D打印最大的三塊需求分別來自民用消費(fèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)和航天軍工。

截止2016年底國內(nèi)外3D打印應(yīng)用情況

其中，已有部分技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。例如，激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快，已基本滿足特種零部件的機(jī)械性能要求，有望率先應(yīng)用于航天、航空裝備制造、生物細(xì)胞3D打印技術(shù)取得顯著進(jìn)展。

可見，我國雖為3D打印行業(yè)的后起之秀，但研發(fā)能力和應(yīng)用前景發(fā)展勢頭迅猛。受此影響，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模增長飛速，已由2012年的1.61億美元增至2016年的11.9億美元，在全球市場規(guī)模的比重則相應(yīng)地由7%升至19.64%。

3D打印發(fā)展瓶頸

3D打印技術(shù)在過去數(shù)十年里取得了重大進(jìn)展，但有關(guān)材料、設(shè)備和應(yīng)用的技術(shù)挑戰(zhàn)依然存在，具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

一是材料特性。在3D打印技術(shù)能夠完全過渡到提供切實(shí)可行的制造解決方案之前，需要為材料提供力學(xué)性能數(shù)據(jù)的規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)，也需要更詳細(xì)的由這些材料性能制成零部件的規(guī)范信息。在沒有充分認(rèn)識(shí)材料屬性之前，是無法進(jìn)行相應(yīng)零部件設(shè)計(jì)的。目前，世界各國已經(jīng)研發(fā)了很多3D打印技術(shù)材料，因此，建立全面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)需要整合研究機(jī)構(gòu)以及系統(tǒng)與材料制造商。

二是材料開發(fā)。雖然已有大量的同質(zhì)與異質(zhì)材料混合物應(yīng)用于3D打印技術(shù)，但仍然需要開發(fā)更多的材料。其中包括更好地理解已經(jīng)使用的材料的加工——結(jié)構(gòu)——屬性之間關(guān)系，從而了解這些材料的局限性和優(yōu)點(diǎn)。此外，還需要開發(fā)質(zhì)量測試程序和方法，以幫助擴(kuò)展可用材料的種類。

3D打印發(fā)展前景

總的來說，3D打印產(chǎn)業(yè)爆發(fā)只是時(shí)間問題。僅以醫(yī)療保健應(yīng)用為例，據(jù)預(yù)計(jì)，2015-2022年期間，全球3D打印醫(yī)療保健市場銷售額年均復(fù)合增長率維持22%左右，到2022年全球銷售額將突破23億美元。

2016年，我國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達(dá)80億元，產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)較快增長。工信部也正在抓緊編制《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020年)》，預(yù)期行動(dòng)計(jì)劃將在政策扶持等方面給予產(chǎn)業(yè)一定的支持。

值得一提的是，在3D打印靜待爆發(fā)期間，低端3D打印機(jī)的市場增速下降。這是由于工業(yè)制造愛好者和“標(biāo)新立異者”們已經(jīng)大都購置了這種設(shè)備，因此市場已經(jīng)初步飽和。下一步，業(yè)界需要思考如何拓展個(gè)人用戶市場。同時(shí)，對(duì)3D打印機(jī)用途的討論也在不斷增加。

不過，在美國等國家，已經(jīng)有人指出3D打印可能被用于危險(xiǎn)用途，因此應(yīng)當(dāng)受到法律限制。如果政府管制加強(qiáng)，也可能影響市場擴(kuò)張的速度，這也是3D打印企業(yè)必須考慮的政策風(fēng)險(xiǎn)。

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