淺談我國3D打印行業(yè)發(fā)展與問題研究

唐萍

摘 要：自20世紀(jì)90年代中期，3D打印技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野開始，全世界對于它的關(guān)注與討論越來越熱，甚至將其稱為第三次工業(yè)革命。中國作為全球第二大的經(jīng)濟體，緊跟時代潮流，大力推動3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是3D打印本身存在一些硬傷嚴(yán)重阻礙了它的發(fā)展。這些都值得我們深思以及尋找解決之道。

關(guān)鍵詞：3D打??；中國；問題

一、3D打印簡介

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，它以計算機三維設(shè)計模型為藍本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實體產(chǎn)品，也被稱為增材制造。在它出現(xiàn)之前，人類歷史上使用的都是減材制造，也就是通過車、鉗、刨、銑等方式將原料中不需要的部分去除掉，最后得到需要的成品。3D打印技術(shù)則是一種堆疊的生產(chǎn)方式，通過計算機指揮一個噴嘴一層一層噴出原材料進行疊加制造出產(chǎn)品。它與前者相比，有幾個不可比擬的優(yōu)點：首先是節(jié)省成本，有多少原材料用多少原材料，不會存在邊角料的浪費現(xiàn)象；其次是智能控制，可以打印出任何形狀甚至是人力無法完成的產(chǎn)品，從而也節(jié)省人工成本。對于最看重成本的工業(yè)社會，3D打印的出現(xiàn)無異于一場顛覆性的革命。

二、3D打印在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

3D打印技術(shù)是我國制造行業(yè)與國外先進水平差距較小的技術(shù)之一，甚至于在3D打印技術(shù)的研發(fā)上，我國在某些領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位，如利用選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)制造大型零部件這一項，我國掌握的技術(shù)是全球最先進的。國內(nèi)許多企業(yè)也致力于3D打印設(shè)備的研發(fā)與制造之中。

但是，目前我國3D打印在產(chǎn)業(yè)化上與國際上其他發(fā)達國家依然存在差距：從企業(yè)銷售額方面看，歐洲國家的3D打印企業(yè)的銷售額約為10億元（人民幣），美國3D打印企業(yè)營收約為30億元，而中國的企業(yè)收入別說過億元，過5000萬元的企業(yè)都寥寥無幾。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面看，2012年全球3D打印行業(yè)的總產(chǎn)值是120-130億元，中國為8-9億元；2013年世界3D打印行業(yè)的市場規(guī)模約為200億元，中國約為20億元。2014年中國3D打印的產(chǎn)值約為40億元。預(yù)計2016年，全球市場規(guī)模規(guī)模將突破100億美元，國內(nèi)100億元人民幣。2020年前，3D打印技術(shù)將全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。中國3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度相對而言還是比較快的。

中國極其看重3D打印的發(fā)展，政府對于將3D打印設(shè)為國家重大科技項目建議作出重要批示?？萍疾恳矊?D打印編入《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）》、《國家科技支撐計劃制造領(lǐng)域2014年度備選項目征集指南》。2015年3月28日，博鰲亞洲論壇2015年年會還舉行“3D打印、數(shù)字制造與第三次工業(yè)革命”分論壇。

我國對3D打印的發(fā)展目標(biāo)包括：到2017年初步建立增材制造（俗稱"3D打印"）技術(shù)創(chuàng)新體系，培育5至10家年產(chǎn)值超過5億元、具有較強研發(fā)和應(yīng)用能力的增材制造企業(yè)；并在全國形成一批研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范基地等。在政策措施上，國家將加強組織領(lǐng)導(dǎo)，加強財政支持力度，并支持3D打印企業(yè)境內(nèi)外上市、發(fā)行非金融企業(yè)債等融資工具。在3D打印的重點發(fā)展方向上，擬定了五大方向：一是金屬材料增材制造，包括針對航空航天，核電、能源等機械零部件直接制造需求，研制鈦合金、高溫合金等金屬材料；二是非金屬材料增材制造；三是醫(yī)用材料增材制造，例如針對牙齒、假肢、手術(shù)導(dǎo)板、手術(shù)輔助器械等方面需求，開發(fā)醫(yī)用外部矯形器械專用材料等；四是設(shè)計及工藝軟件；五是增材制造裝備關(guān)鍵零部件。

與西方國家相比，中國3D打印的市場規(guī)模較小，這是缺點也是機會，意味著其中存在巨大的發(fā)展空間。未來幾年的工作重心是開發(fā)3D打印的應(yīng)用市場。工業(yè)3D打印的應(yīng)用空間的擴大將會最為明顯，而生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用則最被看好。全社會范圍內(nèi)將會不斷尋找大量的傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)與3D打印技術(shù)的結(jié)合點。

三、3D打印在我國發(fā)展中存在的問題

（一）可供打印的材料有限，能夠應(yīng)用的行業(yè)也有限。雖然3D打印技術(shù)被《時代》周刊評為2014年25項年度最佳發(fā)明之一，但是目前技術(shù)的發(fā)展比材料的發(fā)展超前太多，3D打印只能做到使用PLA（生物降解塑料聚乳酸）、ABS樹脂、橡膠、石膏、塑料、可粘結(jié)的粉末顆粒等進口材料，進口材料特別是金屬受到國外市場控制，價格居高不下。

打印機水平尚未成熟，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料，打印的材料相當(dāng)有限，所能支持的行業(yè)也受到限制。3D打印適用于進行一些小規(guī)模制造，特別是高端定制產(chǎn)品，如汽車零部件制造、醫(yī)用器官制造、機械模型制造等。3D打印技術(shù)雖然先后進入了各大行業(yè)，？目前僅能在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域的基礎(chǔ)制造方面有所應(yīng)用，離高精尖還有很長一段距離。

（二）3D打印機器要求高，費用昂貴。3D打印技術(shù)經(jīng)過近二十年的發(fā)展，在復(fù)制物體的外在形態(tài)這方面已經(jīng)達到相當(dāng)高的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，但是動態(tài)捕捉以及清晰度始終是不盡如人意。對于資金相對雄厚的生產(chǎn)企業(yè)而言，這些問題在資金和技術(shù)的支撐下還是可以解決的。但是對于普通家庭，它的費用超出承受能力。

3D打印技術(shù)的費用相對于我國居民的消費水平而言是相當(dāng)高昂的。全世界第一臺3D打印機的售價為1.5美元，目前市場上主要有三大類3D打印機：第一種是個人型，體積較小，操作容易，要價1300-20000美元；第二種是專業(yè)型，要價20000-350000美元，主要使用者是工程技術(shù)人員，包括中小企業(yè)、大公司部門級的工程師、設(shè)計師；第三種是生產(chǎn)型，要價250000-950000美元，用于航空航天、醫(yī)療、汽車等領(lǐng)域。若要實現(xiàn)3D打印普及到大眾，價格必須要下調(diào)，但在未達到規(guī)模經(jīng)濟之前，必定會與成本形成沖突。

（三）相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)法律條款缺失，存在道德風(fēng)險隱患。知識產(chǎn)權(quán)是經(jīng)濟時代的亙古不變的熱點。在過去的數(shù)十年中，全社會對知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注在不斷深化。3D打印技術(shù)避無可避也會涉及到這一問題，作為朝陽產(chǎn)業(yè)，缺乏對知識產(chǎn)權(quán)保護是最致命的打擊。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來保護知識產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。

3D打印的素材不斷擴大，目前比較有爭議的比如頭蓋骨、心臟等器官的打印等話題無時無刻都在刺激人類的神經(jīng)。打印的內(nèi)容違反道德或者是違反道德但是不違法法律規(guī)律是很難界定的，社會輿論還需要很走很長的路、花很長時間才會形成對這些新生事物的熱同感。

（四） 產(chǎn)業(yè)化程度低，缺乏正確的商業(yè)模式。3D打印適用于個性化與定制化生產(chǎn)，適合生產(chǎn)小規(guī)模和有特色的產(chǎn)品，這些特點也導(dǎo)致了國內(nèi)整個3D行業(yè)尚處于一個整合度較低，比較無序的階段。企業(yè)規(guī)模普遍較小，研發(fā)力量不足。缺乏規(guī)模較大的企業(yè)起領(lǐng)導(dǎo)作用，這大大制約了3D打印在國內(nèi)的大規(guī)模商業(yè)化進程。更致命的是，中國3D打印行業(yè)沿用了傳統(tǒng)制造業(yè)商業(yè)模式，生產(chǎn)設(shè)備賣設(shè)備，先把設(shè)備生產(chǎn)出來、推銷出去，而不是根據(jù)市場和用戶的需求進行量身定做，生產(chǎn)和消費嚴(yán)重脫節(jié)。除此以外，3D打印的發(fā)展還要解決環(huán)境問題、人才培養(yǎng)問題等。

四、3D打印在我國發(fā)展的建議

3D打印技術(shù)已然顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，但它在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和社會廣泛應(yīng)用上還有很長一段路要走。中國的3D打印的發(fā)展不僅需要政府投入資金、減免稅收、完善法制，還需要行業(yè)和企業(yè)進行改革，深化商業(yè)模式，抱團合作，形成產(chǎn)業(yè)集群，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟。為推動和促進中國3D打印發(fā)展，在此提出特以下幾點建議：

（一） 政府方面，加大對3D打印產(chǎn)業(yè)的扶持力度，完善知識產(chǎn)權(quán)法的建設(shè)，構(gòu)建良好的法律環(huán)境。融資方面，推動設(shè)立3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金，鼓勵金融機構(gòu)開展多種形式的首臺套保險業(yè)務(wù)，建立支持3D打印發(fā)展的多渠道、多元化投融資機制，引導(dǎo)創(chuàng)業(yè)投資和股權(quán)投資向3D打印領(lǐng)域傾斜，鼓勵民營資本進入3D打印領(lǐng)域等。

稅收方面，探索相關(guān)稅收優(yōu)惠政策。如對消費者、使用者和對采購企業(yè)進行政府補貼和增值稅抵扣，以擴大國內(nèi)市場需求。

知識產(chǎn)權(quán)方面，國內(nèi)對3D打印行業(yè)的監(jiān)管不足，3D打印技術(shù)已然打印出材料特殊且具有殺傷力的槍械，能夠躲避電子探測器等安檢設(shè)備，對社會產(chǎn)生極大的危害。再者，3D打印技術(shù)的便捷性和易傳播性，使得各種有危害的山寨產(chǎn)品被生產(chǎn)并且流通，嚴(yán)重妨害公共安全，保護知識產(chǎn)權(quán)的重要性凸顯，所以我國宜及早制定3D打印技術(shù)相關(guān)法律，政府對3D打印產(chǎn)業(yè)加強政策引導(dǎo)和監(jiān)管，規(guī)范和保證3D行業(yè)的健康發(fā)展。

（二） 行業(yè)方面，積極轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)模式，抱團合作。目前，我國3D打印行業(yè)中的企業(yè)都還比較弱小，這種情況下要避免單打獨斗，以免兩敗俱傷。3D打印行業(yè)中如果出現(xiàn)一家獨大的情況，管理成本、生產(chǎn)成本、推廣成本、科研成本數(shù)額會是驚人的，這都不利于企業(yè)的發(fā)展壯大。初級發(fā)展階段。3D打印行業(yè)應(yīng)建立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，利用聯(lián)盟的平臺共享資源，集中打開應(yīng)用市場。如通過產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟所有的會員企業(yè)可以抱團申報工業(yè)用地，爭取一些相關(guān)的利好政策，以及人才基地、研究基地、商業(yè)配套中心、生產(chǎn)基地等。3D產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還可以通過共享行業(yè)信息、市場信息以及技術(shù)信息，扶持所有會員企業(yè)。同時，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也可以組織會員進行定期管理交流，整個行業(yè)共同攻克技術(shù)難題并提升技術(shù)水平、共同建立科學(xué)合理的價格體系，向社會提供滿足消費者需求的產(chǎn)品。

（三） 企業(yè)方面，與高校、研究機構(gòu)合作，建立產(chǎn)、學(xué)、研一體化。我國的3D打印處于初級發(fā)展階段，而且技術(shù)攻關(guān)主力軍集中在高校，如清華大學(xué)、西安交大、華中科大等。高校衍生出一系列優(yōu)秀的3D打印企業(yè)，如北京殷華、武漢濱湖、陜西恒通等。但是，市場上資金實力較為雄厚的企業(yè)參與度比較低，不利于資源的優(yōu)化配置和優(yōu)勢互補。國外的情況卻恰恰與我國相反。

3D打印企業(yè)應(yīng)該依托于高校以及研究機構(gòu)，建立產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟。高校進行基礎(chǔ)研究，研究所專攻應(yīng)用型研究，企業(yè)主致力于產(chǎn)品化，實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研一體化。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)積極創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型。

中國3D打印行業(yè)還有很長一段路要走。但是，只要把握發(fā)展機遇，政府充分發(fā)揮統(tǒng)籌調(diào)控的作用，通過政策扶植和資金投入，行業(yè)間抱團合作并形成集群效應(yīng)，企業(yè)與高校通力合作，3D打印一定會讓中國在新一輪的國際產(chǎn)業(yè)競爭中占得鰲頭。

參考文獻：

[1] 王雪瑩.3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景分析[A].中國高新技術(shù)企業(yè)，2012（26）：186.

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