3D打印發(fā)展前景廣闊，推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個(gè)性化定制轉(zhuǎn)變

作者：李曉華 作者為中國社會(huì)科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所研究員
來源：新華社

為解決疫情防控中應(yīng)急物資短缺的難題，美國、意大利等國紛紛利用3D打印機(jī)生產(chǎn)呼吸機(jī)配件、個(gè)人防護(hù)面罩，甚至還創(chuàng)建了在線論壇，用于政府、醫(yī)院、非政府組織發(fā)布需求，以及業(yè)內(nèi)人士分享經(jīng)驗(yàn)等。3D打印在全球疫情防控中發(fā)揮的作用，反映出這項(xiàng)技術(shù)普及度的提高和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。

3D打印，也稱增材制造，是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)物的新興制造技術(shù)。近年來，世界主要國家紛紛加大力度支持3D打印技術(shù)，全球3D打印產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。小到兒童玩具、工藝品，大到飛機(jī)、火箭中使用的高度復(fù)雜零部件，3D打印機(jī)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)120億美元左右，同比增長近30%。

3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是多方面因素共同推動(dòng)的結(jié)果。

一是研發(fā)投入的增長使得技術(shù)不斷完善，3D打印機(jī)功能更強(qiáng)、成本更低、速度更快。2012年起3D打印領(lǐng)域?qū)＠�申�?qǐng)量快速增長，年增長率超過40%。

二是打印材料種類不斷豐富，推動(dòng)3D打印機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大。3D打印材料主要包括金屬材料、高分子材料和陶瓷材料，其中塑料仍是使用最多的材料，但金屬材料增長很快，2018年使用率提高到了36%左右。金屬材料的廣泛使用帶動(dòng)了工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)銷售的增長，推動(dòng)3D打印由消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)向高端制造市場(chǎng)拓展。

三是汽車、電子、航天、醫(yī)療、制鞋等行業(yè)為了加快產(chǎn)品開發(fā)、改進(jìn)產(chǎn)品性能、提高用戶需求響應(yīng)速度，積極探索3D打印技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

四是中小學(xué)和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)設(shè)立3D打印相關(guān)課程，推動(dòng)桌面3D打印機(jī)在學(xué)校、家庭和中小企業(yè)中普及。

3D打印無需開模、一體成型、生產(chǎn)周期短，特別適用于生產(chǎn)及快速交付結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品、小批量產(chǎn)品，因此被廣泛用于原型制作、定制生產(chǎn)以及復(fù)雜零部件制造等領(lǐng)域。不過，3D打印也存在明顯短板：3D打印機(jī)售價(jià)高、產(chǎn)品制作時(shí)間長，不具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)成本明顯高于傳統(tǒng)加工方式；打印材料價(jià)格較高，種類非常有限，材料強(qiáng)度、加工精度等方面與傳統(tǒng)精密加工方式仍存差距。總體來看，3D打印與傳統(tǒng)制造工藝各有千秋，二者不是替代關(guān)系，未來應(yīng)在各自擅長的領(lǐng)域發(fā)揮作用。

3D打印被視為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)之一，發(fā)展前景廣闊。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高，消費(fèi)者更加追求個(gè)性化的需求，3D打印將與機(jī)器人、人工智能等技術(shù)一起，提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度，以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品，推動(dòng)制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個(gè)性化定制轉(zhuǎn)變。同時(shí)，憑借節(jié)約倉儲(chǔ)和物流成本、快速響應(yīng)本地市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，3D打印將推動(dòng)制造業(yè)向本地制造模式發(fā)展。此外，3D打印教育深入推廣將會(huì)推動(dòng)創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)的興起，家庭打印機(jī)、小型3D打印店更加普及，人們將能夠制造自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。未來，隨著3D打印機(jī)、材料和后處理技術(shù)的發(fā)展，3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大。