3D打印行業(yè)國家層面競爭格局

來源： 思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 鉑力特

當(dāng)前，全球 3D 打印市場主要集中在北美、歐洲和亞太地區(qū)三個地區(qū)。這三個地區(qū)的 3D 設(shè)備累計裝機(jī)量占到了全球的 95%，其中約 35%在北美（美國為主），歐洲和亞太地區(qū)各占近 30%。美國、中國、日本和德國四個國家累計裝機(jī)量排名前列。

全球增材制造設(shè)備裝機(jī)量分布格局

資料來源：Wohlers Associates

全球增材制造產(chǎn)業(yè)已基本形成了美、歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)主導(dǎo)，亞洲國家和地區(qū)后起追趕的發(fā)展態(tài)勢。美國率先將增材制造產(chǎn)業(yè)上升到國家戰(zhàn)略發(fā)展高度，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化。歐盟及成員國注重發(fā)展金屬增材制造技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用走在世界前列。俄羅斯憑借在激光領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，積極發(fā)展激光增材制造技術(shù)研究及應(yīng)用。日本全力振興增材制造產(chǎn)業(yè)，借助增材制造技術(shù)重塑制造業(yè)國際競爭力。

①美國

美國是 3D 打印技術(shù)全球最為重要的推動者，率先在國家層面上建立了戰(zhàn)略規(guī)劃，強(qiáng)力推動本土 3D 打印技術(shù)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展。一方面，通過政府資金投入的牽引，突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸；另一方面，通過商業(yè)合作、媒體宣傳、人才培養(yǎng)等多種方式，拓展 3D打印技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用和商業(yè)推廣，突破產(chǎn)業(yè)瓶頸。

2009 年 12 月，奧巴馬政府發(fā)布《振興美國制造業(yè)框架》的政策綱要，提出從七個方面推進(jìn)“再工業(yè)化”，也就是美國的“再工業(yè)化，再制造化”戰(zhàn)略，或“重振美國制造業(yè)”發(fā)展戰(zhàn)略。美國政府將人工智能、3D 打印、機(jī)器人作為重振美國制造業(yè)的三大支柱產(chǎn)業(yè)，3D 打印是第一個得到政府扶持的產(chǎn)業(yè)。

2012年3月，奧巴馬政府批準(zhǔn)投資10億美元設(shè)立國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（The NationalNetwork for Manufacturing Innovation，NNMI），NNMI 將由 15 所區(qū)域性制造業(yè)創(chuàng)新研究所構(gòu)成，旨在通過官產(chǎn)學(xué)合作方式，加強(qiáng)制造業(yè)創(chuàng)新和美國制造業(yè)的全球競爭力。其中，增材制造為列入優(yōu)先考慮的范疇。

2012 年 8 月，NNMI 成立了國家增材制造創(chuàng)新學(xué)會，其中政府投資 3,000 萬美元，企業(yè)投資 4,500 萬美元，主要由聯(lián)邦政府負(fù)責(zé)管理和組建，是一個產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)構(gòu)。通過會議、培訓(xùn)、項(xiàng)目征集等方式推廣 3D 打印技術(shù)，聯(lián)盟成員有大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、公共機(jī)構(gòu)和私營公司等。

2015 年 2 月 2 日，該學(xué)會發(fā)布了新版的增材制造應(yīng)用研究與開發(fā)項(xiàng)目指南。指南重點(diǎn)關(guān)注 5 個影響最顯著的技術(shù)領(lǐng)域，即增材制造設(shè)計、增材制造材料、增材制造工藝、增材制造價值鏈、增材制造基因組。

②歐洲

歐盟及成員國注重發(fā)展金屬增材制造技術(shù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用走在世界前列。歐盟 1984 年到 1987 年“第一個框架計劃（FP）”期間就為 3D 打印項(xiàng)目提供資金。隨后的框架計劃，從 1988 年到 2013 年，為 3D 打印提供了持續(xù)的支持。在 1991-2013年，設(shè)立了 88 個 3D 打印相關(guān)項(xiàng)目。

“地平線 2020”——?dú)W盟有史以來規(guī)模最大的研發(fā)創(chuàng)新計劃，擬在 7 年時間（2014-2020 年）內(nèi)投資近 800 億歐元（約合人民幣 6,500 億元），是歐盟有史以來規(guī)模最大的科研創(chuàng)新計劃，它將把實(shí)驗(yàn)室里孵化的偉大創(chuàng)意投入市場，創(chuàng)造更多突破、發(fā)現(xiàn)和世界第一。3D 打印即為其重點(diǎn)投資領(lǐng)域之一。

2013 年 1 月，歐洲開展增材制造技術(shù)研究計劃。該計劃由歐洲航天局（ESA）牽頭，英國、德國、法國、意大利等國的產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府間組織都有參與，是目前歐洲在增材制造領(lǐng)域最大的研究合作機(jī)構(gòu)和計劃。其目的是利用增材制造原理，快速加工無缺陷零廢料的大尺寸金屬零件。

2013 年，德國政府為 3D 打印在未來 10 年在科研、教育、產(chǎn)業(yè)、環(huán)保、知識產(chǎn)權(quán)等領(lǐng)域的工作目標(biāo)做出了宏觀布局。根據(jù)德國政府 2013 年公布的數(shù)據(jù)，除去公共資金對高校和科研院所每年數(shù)十億歐元常規(guī)性投入以外，德國對 3D 打印的科研定向投入已超過 2,000 萬歐元。

2014 年 1 月，英國政府宣布將投資 1,530 萬英鎊創(chuàng)建一個國家級 3D 打印中心。并將制定這一英國首個國家級 3D 打印/增材制造中心的發(fā)展計劃。該中心于 2015 年正式運(yùn)營，重點(diǎn)支持航空航天領(lǐng)域，同時也將支持汽車和醫(yī)療等行業(yè)。

③日本

2014 年，為重振國內(nèi)制造業(yè)，復(fù)蘇日本經(jīng)濟(jì)，日本發(fā)表制造業(yè)白皮書，重點(diǎn)發(fā)展機(jī)器人、下一代清潔能源汽車、再生醫(yī)療以及 3D 打印技術(shù)。日本政府在 2014 年投入40 億日元，由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省組織實(shí)施“以 3D 打印為核心的制造革命計劃”。該計劃分為兩個主題，“新一代企業(yè)級 3D 打印機(jī)技術(shù)開發(fā)”主題以金屬材料 3D 打印機(jī)為對象，而“超精密 3D 成形系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)”主題以砂模材料 3D 打印機(jī)為對象。

④中國

我國增材制造技術(shù)在上世紀(jì) 90 年代初起步階段就得到科技部 863 計劃和 973 計劃支持，總體科研和技術(shù)非常接近世界先進(jìn)水平，其中金屬高性能增材制造技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。

2015 年 2 月，工信部正式發(fā)布《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃（2015-2016 年）》。該計劃提出到 2016 年，初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系，整體技術(shù)水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平，在國際市場上占有較大的市場份額。

“中國制造 2025”也將 3D 打印列為發(fā)展重點(diǎn)。為貫徹落實(shí)“中國制造 2025”，推進(jìn)我國增材制造產(chǎn)業(yè)快速可持續(xù)發(fā)展，加快培育制造業(yè)發(fā)展新動能，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、教育部、公安部、財政部、商務(wù)部、文化部、衛(wèi)生計生委、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局、知識產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合制定了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020 年）》，并于2017 年 11 月發(fā)布。該計劃行動目標(biāo)為：到 2020 年，增材制造產(chǎn)業(yè)年銷售收入超過 200億元，年均增速在 30%以上。

2021 年，十三屆全國人大四次會議表決通過了《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，明確了發(fā)展增材制造在制造業(yè)核心競爭力提升與智能制造技術(shù)發(fā)展方面的重要性，將增材制造作為未來規(guī)劃發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。各地方政府也出臺多項(xiàng)政策舉措，支持增材制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2021 年，陜西省人民政府印發(fā)了《陜西省人民政府辦公廳關(guān)于進(jìn)一步提升產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展水平的實(shí)施意見》，將增材制造產(chǎn)業(yè)鏈納入重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈清單，著力提升重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈核心競爭力。

上述政策的出臺使我國在增材制造領(lǐng)域形成了一個有效的協(xié)同創(chuàng)新的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，顯著推動了我國增材制造的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，取得了一系列重大進(jìn)展和成果。