中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)縱橫·2013年第1期中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路王忠宏，李揚(yáng)帆，張曼茵(國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部，北京100010)(清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京100083)(北京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京100191)摘要：一些國(guó)家將3D打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一，使其引起廣泛關(guān)注。發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，可以提升我國(guó)．x-,_lk領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)水平，提高工業(yè)設(shè)計(jì)能力；可以生產(chǎn)復(fù)雜、特殊、個(gè)性化的產(chǎn)品，有助于攻克技術(shù)難關(guān)；可以形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)就業(yè)。面對(duì)新的生產(chǎn)方式變革和發(fā)達(dá)國(guó)家

2、大力推進(jìn)的“再工業(yè)化戰(zhàn)略”，我國(guó)也應(yīng)高度重視3D打印等新型數(shù)字化制造技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，加大人才培養(yǎng)、市場(chǎng)培育和應(yīng)用推廣的力度，努力在數(shù)字化革命和智能制造的“機(jī)會(huì)窗口”前取得3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)。關(guān)鍵詞：3D打印產(chǎn)業(yè)；數(shù)字化制造；發(fā)展思路中圖分類號(hào)：F49文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007—7685(2013)01一0090—04近期，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，將3D打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一，?引發(fā)了世人的關(guān)注。作為新生事物，什么是3D打印技術(shù)?它與傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)

3、制造有什么區(qū)別?發(fā)展的意義何在?我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀如何?下一步應(yīng)如何發(fā)展?一、3D打印概況(一)3D打印的概念3D打印技術(shù)是制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù)，被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”。運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的主要流程是：應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出立體的加工樣式，然后通過特定的成型設(shè)備(俗稱“3D打印機(jī)”)，用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出產(chǎn)品。3D打印技術(shù)是“增材制造”的主要實(shí)現(xiàn)形式?！霸霾闹圃臁钡睦砟顓^(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造。傳統(tǒng)數(shù)控制造一般是在原材料基礎(chǔ)上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等辦

4、法，去除多余部分，得到零部件，再以拼裝、焊接等方法組合成最終產(chǎn)品。而“增材制造”與之不同，無(wú)需原胚和模具，就能直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的制造程序，縮短產(chǎn)品的研制周期，提高效率并降低成本。(二)3D打印技術(shù)所依托的關(guān)鍵技術(shù)3D打印技術(shù)需要依托多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的尖端技術(shù)，主要包括以下方面：信息技術(shù)，即要有先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件及數(shù)字化工具，輔助設(shè)計(jì)人員制作出產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，并根據(jù)模型自動(dòng)分析出打收稿日期：2012一ll一10作者簡(jiǎn)介：王忠宏，國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部博

5、士研究生；李揚(yáng)帆，清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士研究生；張曼茵，北京航空航天大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士后。一90一萬(wàn)方數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)縱橫·2013年第1期印的工序，自動(dòng)控制打印器材的走向；精密機(jī)械，即3D打印技術(shù)以“每層的疊加”為加工方式，產(chǎn)品的生產(chǎn)要求高精度，必須對(duì)打印設(shè)備的精準(zhǔn)程度、穩(wěn)定性有較高的要求；材料科學(xué)，即用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、粉末化、絲化，在打印完成后又能重新結(jié)合起來，并具有合格的物理、化學(xué)性質(zhì)?？陀^說，目前3D打印技術(shù)尚不成熟。作為一項(xiàng)多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，還需要在各相關(guān)領(lǐng)域投入較大的

6、研發(fā)力量，才能掌握完整的核心技術(shù)。(三)3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，在各領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足發(fā)展，已成為現(xiàn)代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽車摩托車、家電、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用，在工程和教學(xué)研究等領(lǐng)域也占有獨(dú)特地位。具體應(yīng)用領(lǐng)域包括：工業(yè)制造?？蓱?yīng)用于產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、原型制作、產(chǎn)品評(píng)審、功能驗(yàn)證。制作模具原型或直接打印模具，直接打印產(chǎn)品：3D打印技術(shù)制造的小型無(wú)人飛機(jī)、小型汽車等概念產(chǎn)品已問世，家用器具模型也被用于企業(yè)的宣傳、營(yíng)銷活動(dòng)中；文化創(chuàng)意和數(shù)碼娛樂：可作為

7、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料特殊的藝術(shù)表達(dá)載體?？苹妙愲娪啊栋⒎策_(dá)》運(yùn)用3D打印技術(shù)塑造了部分角色和道具，3D打印技術(shù)制造的小提琴接近了手工藝的水平；航空航天、國(guó)防軍工：可對(duì)形狀復(fù)雜、尺寸微細(xì)、性能特殊的零部件、機(jī)構(gòu)進(jìn)行直接制造；生物醫(yī)療：可應(yīng)用于人造骨骼、牙齒、助聽器、假肢等的制作；消費(fèi)品：可應(yīng)用于珠寶、服飾、鞋類、玩具、創(chuàng)意DIY作品的設(shè)計(jì)和制造；建筑工程：可應(yīng)用于建筑模型風(fēng)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和效果展示，建筑工程和施工(AEC)模擬；教育：可應(yīng)用于模型驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)，用于不同學(xué)科實(shí)驗(yàn)、教學(xué)。在北美的一些中學(xué)、普通高校和軍事

8、院校，3D打印機(jī)已經(jīng)被用于教學(xué)和科研；個(gè)性化定制：可提供基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)下載、電子商務(wù)的個(gè)性化打印定制服務(wù)。從市場(chǎng)應(yīng)用份額看，3D打印技術(shù)應(yīng)用在汽車及零配件領(lǐng)域占37％，在消費(fèi)品領(lǐng)域占18．2％，①資料來源于維基百科英文版數(shù)據(jù)。應(yīng)用于航空航天和國(guó)防軍工占13．7％，在商業(yè)機(jī)器領(lǐng)域占11．2％，在醫(yī)療領(lǐng)域占8．8％，在科研方面占8．6％。①二、我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題近年來，我國(guó)積極探索3D打印技術(shù)的研發(fā)，初步取得成效