淺析我國3D打印產業的發展現狀及趨勢*

張澤凡

西華師范大學 四川 南充 637009

1 3D打印技術簡介

1.1 3D打印技術的研究背景

3D打印是一種基于數字模型的快速成型技術。它使用金屬粉末或塑料等黏性材料逐層打印物體。過去，這項技術已應用于模具制造、工業設計等模型制造，現在已逐步應用于部分產品的直接制造。它結合了計算機輔助設計、材料加工和成形技術。它將特殊金屬、非金屬和生物醫學材料與數控系統相結合。3D打印技術的應用使得制造復雜的結構件成為可能[1]。

1.2 3D打印技術特點

1.2.1 精度高。經過20多年的發展，3D打印的精度有了很大的提高，可以滿足大多數產品的需要。

1.2.2 生產周期短。傳統的模型制作過程往往需要經過模具設計、模具制作、模型制作、切割等環節。3D打印省去了模具制作過程，而且生產周期要短得多，所以一個模型通常可以在幾個小時甚至幾十分鐘內打印出來。

1.2.3 實現個性化生產。對于傳統的建模過程來說，制作個性化的模型并不太困難和昂貴。另一方面，3D打印克服了數量和成本的限制。

1.2.4 制作材料的多樣性。一般來說，3D打印系統可以實現不同材質的打印，并且材質的多樣性可以滿足不同生產領域的需要。

2 我國3D打印產業發展現狀

在國外，3D打印產業的發展主要集中在打印機的生產和開發上，以滿足不同行業的需求。3D打印機在工業制造、生物技術等方面得到了進一步的提高，但3D打印行業在打印材料和應用軟件的研發方面還不成熟。我國3D打印行業在打印機研發方面一直處于小規模，潛在的市場需求一直沒有得到開發，導致我國3D打印行業發展緩慢。為了促進產業發展，我國高校通過與相關企業合作，建立材料成型工藝及模具技術研發中心和重點實驗室。經過多方努力，雖然我國3D打印產業取得了長足的進步，但與發達國家相比仍有較大差距[2]。

3 我國3D打印產業發展中存在的問題

3.1 技術和工藝不完善

生產時間長、產品質量不穩定是我國3D打印行業存在的主要技術問題。由于生產時間長，目前的3D打印技術只能生產少量個性化、專業化的產品，而不能像傳統制造那樣以流水線的形式進行批量生產。雖然3D打印技術可以生產汽車、房屋、工藝品和零部件，但是在高精度產品打印方面不能滿足對精度的要求。

3.2 打印材料限制技術發展

首先，我國3D打印材料主要局限于石膏、樹脂、塑料等，由于不同的打印機需要匹配不同的打印材料，有限的打印機類型也限制了可用打印材料的范圍。而且不同的印刷品不能同時混在一起，影響了印刷品的質量。其次，我國可以滿足市場對低端印刷材料的需求，但對于高端印刷材料來說，大多不得不依賴國外進口。因此，我國必須加強3D打印材料的研發，消除打印材料的供應范圍。

3.3 專業人才短缺

據統計，截至2013年底，我國3D打印人才缺口高達1000萬人，其中制造業對3D應用人才的需求量最大，缺口達800萬人。3D打印產業作為一個新興產業，需要軟件開發、光電技術、數字技術、材料科學、快速成型技術等學科的支撐。然而，我國對3D打印人才的培養還不夠。目前，高校與3D打印技術相關的學科很少，也沒有整合各學科促進理論推廣和技術發展的平臺[3]。

3.4 產業鏈尚未形成

目前，我國雖然在3D打印機的制造方面取得了一定的進展，但專門從事軟件技術開發和材料開發的3D打印企業尚未成立。3D打印仍然是一項新技術。許多企業由于自身的實際情況存在一些問題。一些企業喜歡使用傳統技術，不愿選擇新的生產方式，未能形成具有規模化的產業鏈。

4 3D打印產業發展趨勢

4.1 加強基礎理論和核心技術的研發

首先，建立內部機制和研究機構，吸引不同領域、不同學科的3D打印技術人員進行理論交流和探討，加強打印材料穩定性的基礎理論研究。其次，加強核心技術研發，鼓勵企業引進先進技術，在學習的基礎上不斷創新。努力突破影響工業發展的技術瓶頸。最后，要加快開發新型印刷材料，努力擴大材料的應用范圍，在保證金屬和非金屬材料市場需求的同時，不斷加大環保材料的開發力度[4]。

4.2 加快專業人才培養

大學教育是培養人才的主要途徑。我國高校應開設3D打印技術相關課程，對高校教師進行專業培訓，聘請外企優秀技術人才，鼓勵海外人才回國任教，確保人才培養符合市場需求。

4.3 制定3D打印產業總體發展規劃

作為新興產業，政府應制定產業發展總體規劃，明確產業發展現狀，加強政策引導。政府應加強對3D打印產業的政策支持，通過稅收優惠引導更多企業進入，優化資源配置。通過3D打印產業鏈的完善，帶動全國3D產業的發展[5]。

5 結束語

近年來，我國高度重視3D打印市場的發展，國家不斷出臺政策扶持3D打印行業。出臺了多項扶持政策，建立符合我國國情的新型添加劑制造標準體系，與國際市場接軌。因此，3D打印產業在未來將有很好的發展前景。