有关于方兴未艾方兴未艾3D打印产业

智能软件、新材料、更灵巧的机器人、新途径（尤其是3D打印技术）以及“云”计算等正推动着第三次工业革命阔步走来。3D打印适应批量更小、种类更多、为每个顾客量身打造产品的潮流，运用“增材制造”（Additive Manufacturing）技术进行写作生产。英国《经济学家》杂志认为，3D打印技术，市场潜力巨大，是引领未来制造业发展趋势的众多关键技术之

一、是第三次工业革命的重要标志。

一、3D打印原理

3D打印是“增材制造”的一种形式。所谓“增材制造”是相对于传统的“去除型”制造而言的。传统制造通常是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品；“增材制造”无需原胚，直接根据计算机数据蓝图，分层加工、迭加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体。之所以称之为“打印”，是因为其分层加工的技术原理与喷墨打印十分相似。
每一层的打印过程可分两步：首先，在需要成型的区域喷洒一层特殊的“胶水”，胶水液滴很小，且不易扩散；然后，喷洒一层均匀的“粉末”，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。通过胶水和粉末逐层喷洒，实体模型将会被打印成型。打印完毕后只要扫除松散的粉末即可获得模型，剩余的粉末还可循环利用。
打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末（所谓胶水、粉末都是经过处理的特殊材料），固化反应速度、模型强度以及打印分辨率都可达到一定要求。目前3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，较先进的产品可以实现每小时25毫米的垂直速率，也可以实现彩色打印。由于打印精度高，打印出来的模型品质亦较高。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等即刻呈现眼前，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求。打印出来的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。

二、3D打印带来的变革

（一）3D打印运用“增材制造”技术，可一步将零件加工到最终形状，节省了大量时间和加工成本，节约了原材料
传统的制造工艺必须切削并加工零件，直到变成所需的形状。尽管制作流程在不断改善，但传统的生产方式仍浪费了大量的时间和材料。“增材制造”是通过逐层添加材料而不是切削来塑型，这极大地减少了浪费。同时，由于放弃了流水线生产，转而直接生产成品本身，这进一步降低了成本。有数据显示，3D打印可把制造时间降低为以前的1/10到1/5，费用降低到1/3以下，所需的原材料仅为传统制造技术的1/10左右。

(二)3D打印天然地具有独创性、创新性，更易于根据市场的反馈进行产品的优化升级

由于每个产品都是由个人创造出来，而非来自统一的生产模式，在不增加额外成本的情况下，每个产品都可以各有千秋。工程师们将在电脑上设计一个形状，并很快3D打印出成品，然后不断地修改直到工程师们比较满意。接着，可以打印一个小批量，看看市场的反应情况。根据市场的需求可以随时调整产量，并通过用户的使用反馈来进一步修改设计。这对于发明者和创业者来说是个莫大的益处，因为这样实验新产品将极大地减少风险和成本。
（三）3D打印技术可生产出传统工艺很难或无法生产出的复杂、个性化产品，适合小规模批量生产
应用3D打印技术可直接加工出形状复杂、个性化的产品。以医用超声设备为例，随着电子元件微型化技术的不断进步，超声波成像控制台的成本在大幅降低，但超声探头的成本几乎保持不变。这是因为，获得高清晰成像的超声探头的探测面周围部件非常复杂，需要长时间的切割和打磨。因此超声探头也就成为了超声设备中最昂贵、劳动最密集的部件。而运用3D打印技术可将探头上这些复杂部件一次打印成型，免去了数小时的切削加工及精细加工，节约了成本。

(四)3D打印颠覆传统工业生产

1、工厂的面貌焕然一新

由于无需切削加工，许多厂房会一尘不染，而且几乎空无一人。多数工作岗位不在生产车间，而是在办公室，设计师、工程师、IT专家、物流专家、市场营销人员以及其他专业人士云集。许多枯燥、重复的工作将一去不返：当产品没有铆钉的时候，也就不再需要铆钉工了。

2、供应链的地理特征淡化，运输变得不那么重要

当在沙漠中工作的工程师需要某种特定的工具时，无需差人从最近的城市送来，他只需下载设计图，并将其3D打印出来即可。因此，诸如因为缺少某种设备而使整个工程陷入停顿、客户抱怨写不到产品配件等情况，将越来越少了。这也意味着，许多紧急物品不需要再快马加鞭地长途运送，而是可以在远处直接生产。生产场所转移到了直接需要产品的地方，成品的运输变得不十分必要。

3、越来越多的资本将从劳动力成本低的国家或地区迁往发达国家，以迅速地适应需求的变化

3D打印及其可能带来的工业革命将极大地影响国际资本的流动。曾经，为了降低劳动力成本，许多工厂都迁往工资水平低的国家。但在当今经济全球化的大背景下，劳动力成本已经越来越不重要了。越来越多的资本将迁往发达国家，这并不是因为原生产地工资水平在上升，而是因为这些公司想更接近其客户，从而能够更迅速地应对需求的变化。

(五)3D打印可以选用多种不同的原料进行塑型，这为废旧材料的回收利用开辟了一条新路

3D打印已经发展了多种技术，可以采用各类不同的原料进行生产，其中一种方法就是使用废旧材料。如果用废旧材料为原料，对环境的危害会降低，垃圾可以得到有效利用。

(六)易于复制的特征促进了3D打印技术的合作与发展，也为盗版者提供了可乘之机

3D打印天然地带有推广创新设计的基因。如同我们可以在互联网上分享音乐、视频和软件一样，3D打印工程师们已经开始在产品设计及硬件开发上进行交流和协作。这促进了这个行业技术上的合作与发展，同时也使得我们不得不重视对3D打印知识产权的保护。当产品设计的所有数据都保存于一个数字档案中时，这个档案就极易被复制、传播以及盗版。

三、支持3D打印产业发展的政策建议

（一）制定3D打印产业发展规划，

摘自：本科毕业论文结论www.udooo.com

促进3D打印产业优先发展
3D打印是一个系统工程，涉及软件开发与应用、新材料、打印（成型）装备、自化控制系统等多个领域。有专家预测，未来模具制造行业、机床行业、轻工产品行业等可能被3D 打印产业所取代。建议明确3D打印技术定位，作为一项重大的、综合性的、标志性的新兴产业纳入有关优先发展产业及产品目录，从战略高度认识3D打印，鼓励企业、行业协会、高校、科研机构等主体投资、研发、生产、应用3D打印技术，大力支持3D打印设备的进出口，并在政策、资金、人才、技术等多方面给予扶持。

(二)引进3D打印行业领军人物和领先企业，建设3D打印产业集聚区

培养地方经济的发展，关键是培养龙头产业和龙头企业，形成具有绝对优势的产业集群。目前国内的3D打印企业还处于起步阶段，规模普遍较小，研发力量不足。这既是我们面临全球数字化制造浪潮的挑战，也为地方经济的发展提供了难得的机遇。要清晰地认识到3D打印技术潜在的巨大能量，抢抓机遇，率先建成在全国具有基础性、核心性地位的3D打印产业集聚区，以3D打印等一系列高端技术引领产业转型升级、加快经济发展方式转变。

(三)保护3D打印知识产权对3D打印产业的发展极为重要

3D打印天然地具有易复制性。当一个新玩具、一个设计师新设计的鞋子或者一架飞机的设计程序流传到网上，知识产权的拥有者被侵犯的可能性将非常大。虽然目前还无法明确关于3D打印的知识产权的规则应该更严格（这将阻碍创新）还是更宽泛（这将鼓励盗版），但是，毫无疑问，关于3D打印知识产权的规则设计对于3D打印产业的发展极为重要。
（作者单位：广东省发展改革委）