3D打印技術與產業的發展及前景分析

劉旭 張宏亮 劉文彬(沈陽理工大學，遼寧 沈陽 110000)

3D打印技術與產業的發展及前景分析

劉旭 張宏亮 劉文彬(沈陽理工大學，遼寧 沈陽 110000)

作為新興技術，3D打印技術逐漸有一種引發第三次工業革命的強大勢頭。目前，我國3D打印技術中的個別領域已經超越全球大部分國家，成為技術引領的典范。但是，在技術研發的基礎上，3D打印技術還存在很多問題，例如3D打印技術并沒有普及，技術研發與應用脫節，產業化發展滯后等，這都是今后3D打印技術發展急需解決的問題。

3D打印技術；產業化；技術革新；前景

近年來關于3D打印技術的研究如雨后春筍一般，在中國知網中，以3D打印為關鍵詞的文章總共1449篇。從2012年才出現，并且之余4篇。其中，王躍飛在《從社會計算到社會制造：一場即將來臨的產業革命》[1]中，對這項技術提出了高度的評價，他指出這項技術同互聯網、物聯網等相結合，將會觸發新的產業革命。此后相關的研究逐年增長，在2016年，文章總數達到了將近650篇，這說明3D打印技術已經從一個神秘的舶來品，逐漸成為了我國技術研發的重點，3D打印技術的研發將會愈演愈烈，并且其對傳統產業發展的影響力之大、3D打印產業的前景之廣是顯而易見的。

1 3D打印技術及其研究現狀和實際應用

3D打印技術產生于上世紀90年代的美國，打印制作3D地圖的構想是其最初的設想來源之一[2]。隨后3D打印技術不斷發展，技術由最初的美國逐漸發展到日本、英國、中國等國家，它的革命性特征在于其技術原理，即利用不同的“打印材料”，通過電腦控制，根據分層加工，將二維計算機圖紙變成三維實物。

與傳統打印技術相比，3D打印技術在打印原理和使用材料聊上都有很大不同。在打印原理方面，3D打印技術也是增材制造技術的一種，其原理是離散——堆積——成型，首先利用計算機將實物模型進行離散分層解析，其次通過打印機將原材料進行自下而上的堆積，最終弄形成事物的成品。在使用材料方面，3D打印技術采用的是金屬、陶瓷、塑料、砂等打印成品所需要的原材料，比傳統打印的材料更加多樣化和具體化。

3D打印技術實現了傳統工藝無法涉足的繁瑣結構的制造，在技術層面解決了生產效率的極大提升和生產周期的極大減縮。經多年發展，我國3D打印技術研究取得了突破性的進展，部分關鍵技術已經走在了全球的領先地位，并實現了原材料的極大豐富、成品結構的進一步細化、成品精度的再次提升。目前，我國3D打印技術研究現狀呈現出主要在高校研發較多，也有個別的單位也在進行相關的研究的良好趨勢。研究的主要內容有激光快速成型系統、激光熔融沉積技術、生物醫學3D打印技術應用、電子束選區熔化技術、工藝及設備等。3D打印技術被實際應用到飛機零件制造、承力構件、生物醫學模型、發動機葉片等方面，推動了海軍艦艇、航天科技、醫學領域、房屋建筑、汽車行業、電子行業和服裝行業等相關領域的快速應用和成果轉化。

2 3D打印產業發展及未來發展趨勢

3D打印技術的發展大大推動了3D打印產業的快速發展和產業化進程，為3D打印產業和國家產業結構的進一步優化升級提供了現實可能性。2013年，市場規模達到17.2億人民幣，相比于2014年，市場規模約為47.4億元，保持較高增長速度，遠遠高于全球平均水平。3D打印產業將是今后我國產業發展的突破點之一。

首先，3D產業未來發展應實現產業化發展。3D打印產業作為新興產業，其優勢十分明顯。但是應正確看待3D打印產業在未來產業發展中的地位，明確其產業功能，規避技術發展中的問題，將其與傳統制造產業相結合，相互補充、協調共進，共同促進制造產業的可持續發展。

其次，未來發展應加強3D打印技術的實際應用。3D打印技術應同經濟市場、政府政策等多方面協作，開展以客戶需求為主的3D打印市場運營模式，建立良好的政府政策和投資通道，為3D打印技術的實際應用打下堅實的基礎。同時，3D打印技術的實際應用反過來也能夠加強我國產業結構的優化升級，實現經濟和技術雙贏的良好局面。

3 結語

綜上所述，3D打印技術已經成為當前國內和國際技術研究領域的尖端科技。但是在3D打印相關技術仍處于起步階段，需要國內行業專家、國際研發團隊，以科學發展觀為指導，打破3D打印技術的關鍵難題和技術發展制約壁障，進而實現我國3D打印產業高效、合理的發展，為國家3D打印技術的提高和國際技術實力的提升做出更大的貢獻。

[1]王躍飛.從社會計算到社會制造：一場即將來臨的產業革命[J].中國科學院院刊，2012，27（06）：68-669.

[2]包國光，趙默典.3D打印技術的本質特征及產業化對策探析[J].東北大學學報（社會科學版），2016,18（02）：111-117.

沈陽理工大學省級大創項目資助(編號: 41410013S203)

劉旭（1994-），男，籍貫:沈陽市，專業或研究方向：信息對抗技術，單位：沈陽理工大學

張宏亮（1994-），男，籍貫:內蒙古通遼，專業或研究方向：信息對抗技術，單位:沈陽理工大學

劉文彬（1995-），男，籍貫：營口蓋州市，專業或研究方向：信息對抗技術，單位：沈陽理工大學。