3D打印制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了我國(guó)3D打印制造技術(shù)的發(fā)展，作為新興信息技術(shù)中重要的組成部分，3D打印制造技術(shù)的發(fā)展引起了人們的廣泛關(guān)注[1]。3D打印制造技術(shù)主要是在傳統(tǒng)的制造技術(shù)中引入現(xiàn)代發(fā)達(dá)的信息技術(shù)，從而使得制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)獲得進(jìn)一步的豐富和發(fā)展，文章主要針對(duì)3D打印制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以及對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響做了簡(jiǎn)單的描述和分析，同時(shí)還為我國(guó)3D打印制造技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和發(fā)展提出了一些建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：3D打印制造技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展不斷加快，人們的生活生產(chǎn)水平越來(lái)越高，使得傳統(tǒng)的工業(yè)時(shí)代的離散型制造技術(shù)已越來(lái)越跟不上人們的生產(chǎn)要求，現(xiàn)代制造業(yè)主要是以智能型和環(huán)保為主要的發(fā)展目標(biāo)，而以新型新信息技術(shù)外主導(dǎo)的科學(xué)革命正逐漸受到人們的關(guān)注和重視。作為其中的重要組成部分，3D打印制造技術(shù)能夠帶動(dòng)整個(gè)制造業(yè)的變革，甚至?xí)?duì)整個(gè)世界制造業(yè)的生產(chǎn)方式產(chǎn)生影響，將會(huì)從根本上改變?nèi)藗兊慕?jīng)濟(jì)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)，為制造業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展趨勢(shì)，并且還會(huì)對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型產(chǎn)生很大的影響[2]。因此就我國(guó)目前的狀況來(lái)看，為了促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，應(yīng)注意開(kāi)展3D打印制造技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，分析3D打印制造技術(shù)所帶來(lái)新的產(chǎn)業(yè)化機(jī)制，培養(yǎng)3D打印制造技術(shù)的勞動(dòng)力和創(chuàng)新性領(lǐng)導(dǎo)人才，從而為我國(guó)的制造技術(shù)帶來(lái)新的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)的生產(chǎn)方式。

1 國(guó)際3D打印制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

作為第三次工業(yè)革命的重要組成部分，3D打印制造技術(shù)不僅能夠推動(dòng)新業(yè)態(tài)、新技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)還能夠影響制造業(yè)的生產(chǎn)方式，引領(lǐng)未來(lái)世界上制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，因此世界各國(guó)對(duì)其的發(fā)展都給予了高度的重視[3]。

1.1 世界各國(guó)都十分重視3D打印制造技術(shù)的研發(fā)和發(fā)展

針對(duì)3D打印制造技術(shù)的研發(fā)，僅僅是美國(guó)就在2009年到2012年這3年的時(shí)間里，一共投入10多億美元進(jìn)行這方面的研究，同時(shí)為了全面提高美國(guó)制造業(yè)在世界中的競(jìng)爭(zhēng)力，共成立了15個(gè)制造創(chuàng)新中心、600個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，來(lái)推動(dòng)3D打印制造技術(shù)的研發(fā)，使得美國(guó)的3D打印制造技術(shù)處于世界領(lǐng)先位置。同時(shí)歐洲對(duì)3D打印制造技術(shù)這一新興技術(shù)的研究也十分重視，為了能夠更好地進(jìn)行研究，有些國(guó)家甚至是跨國(guó)之間組成聯(lián)盟[3]。

1.2 3D打印制造技術(shù)涉及領(lǐng)域不斷擴(kuò)大并形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈

隨著3D打印制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使得3D打印制造技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前已經(jīng)逐漸應(yīng)用到生物制造、汽車(chē)、航空航天、電子等各個(gè)行業(yè)之中，并且隨著3D打印制造技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中多學(xué)科之間的深度融合，使得其應(yīng)用范圍將會(huì)進(jìn)一步的擴(kuò)大。同時(shí)隨著信息、材料和生物領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展，目前3D打印制造技術(shù)已經(jīng)形成了一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈，并形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場(chǎng)銷(xiāo)售，3D打印制造技術(shù)制造產(chǎn)品已經(jīng)逐漸由一些高端領(lǐng)域向辦公、個(gè)人消費(fèi)等大眾化領(lǐng)域滲透，據(jù)美國(guó)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)，僅僅2010年3D打印制造技術(shù)的全球產(chǎn)業(yè)規(guī)模就達(dá)到了20億美元左右，并呈現(xiàn)著逐漸增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。隨著對(duì)3D打印制造技術(shù)的研發(fā)不斷深入，其應(yīng)用范圍將會(huì)不斷增大，同時(shí)其產(chǎn)業(yè)規(guī)模的增長(zhǎng)也會(huì)越來(lái)越快。

2 我國(guó)3D打印制造技術(shù)的發(fā)展情況

我國(guó)對(duì)3D打印制造技術(shù)的研發(fā)起步較晚，與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)局明顯，但我國(guó)對(duì)3D打印制造技術(shù)已越來(lái)越重視，在將近20年的時(shí)間里，我國(guó)建成了多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，已經(jīng)形成3D打印制造技術(shù)的初步研發(fā)基礎(chǔ)。其中我國(guó)自主研發(fā)的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)制造業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用，例如西北工業(yè)大學(xué)和北京航空航天大學(xué)進(jìn)行聯(lián)合，就利用激光燒結(jié)成型技術(shù)制造出了鈦合金飛機(jī)大型結(jié)構(gòu)件，并在我國(guó)飛機(jī)中進(jìn)行了成功試用等[4]。證明我國(guó)已研發(fā)了3D打印制造技術(shù)的相關(guān)工藝和裝備，代表著我國(guó)重大裝備高性能關(guān)鍵金屬構(gòu)件制造技術(shù)和增材制造技術(shù)在國(guó)際社會(huì)中已經(jīng)有了一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

盡管我國(guó)在3D打印制造技術(shù)上已取得了較快較好的發(fā)展，但是總體上所面臨的挑戰(zhàn)使得我國(guó)3D打印制造技術(shù)還面臨以下方面的問(wèn)題：（1）是在材料成形機(jī)理、裝備開(kāi)發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)等方面沒(méi)有自主的技術(shù)創(chuàng)新，大量的關(guān)鍵技術(shù)和核心零部件還有待研發(fā)。（2）由于我國(guó)對(duì)3D打印制造技術(shù)的研發(fā)起步較晚，還沒(méi)有引起相關(guān)部門(mén)和企業(yè)的重視，因此對(duì)3D打印制造技術(shù)的研究重視度不高，產(chǎn)業(yè)資金投入資金缺乏，嚴(yán)重限制了我國(guó)3D打印技術(shù)研發(fā)工作的進(jìn)行。（3）我國(guó)各個(gè)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)系不夠，沒(méi)有形成開(kāi)放式的創(chuàng)新體系，使得創(chuàng)新資源不能有效地集中，缺乏技術(shù)交流平臺(tái)。（4）由于受我國(guó)傳統(tǒng)制造技術(shù)的影響，使得3D打印制造技術(shù)的發(fā)展在我國(guó)缺乏強(qiáng)大的市場(chǎng)刺激，各領(lǐng)域?qū)?D打印制造技術(shù)的需求并不像國(guó)際社會(huì)中那么迫切。

盡管我國(guó)在3D打印制造技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面與國(guó)外還存在一定的差距，但是為了推動(dòng)我國(guó)3D打印制造技術(shù)的發(fā)展，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，我國(guó)工業(yè)和信息化部積極推動(dòng)3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，并對(duì)今后的發(fā)展探索了新的產(chǎn)業(yè)化模式。我國(guó)目前的制造業(yè)還保留著傳統(tǒng)的制造技術(shù)，使得生產(chǎn)效率受到了嚴(yán)重的限制，為了改變這一現(xiàn)狀，我國(guó)多所學(xué)校和企業(yè)中的科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合亞洲制造業(yè)協(xié)會(huì)成立了“中國(guó)3D打印制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”，以推進(jìn)我國(guó)3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。除了積極發(fā)展3D打印制造技術(shù)，我國(guó)還注意培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才，加強(qiáng)人才隊(duì)伍的建設(shè)，從而促進(jìn)3D打印制造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，為其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)。

3 3D打印制造技術(shù)對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響

3.1 傳統(tǒng)的制造技術(shù)逐漸被替代

3D打印制造技術(shù)主要具有方便快捷、產(chǎn)品便宜、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，隨著3D打印制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)中廉價(jià)的勞動(dòng)力毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)對(duì)我國(guó)一些微小企業(yè)來(lái)說(shuō)，還主要依靠傳統(tǒng)的制造技術(shù)，大量依靠模仿生產(chǎn)缺乏獨(dú)立自主的創(chuàng)新技術(shù)，隨著制造業(yè)數(shù)字化進(jìn)程加快，勢(shì)必會(huì)被淘汰。

3.2 對(duì)優(yōu)化我國(guó)制造業(yè)結(jié)果具有重要作用

我國(guó)的傳統(tǒng)制造業(yè)，主要是依靠低端的制造技術(shù)以及強(qiáng)大的生產(chǎn)力，從而完成利潤(rùn)微薄、工作量大的生產(chǎn)化模式，受傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展的制約，我國(guó)面臨著產(chǎn)業(yè)低級(jí)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型進(jìn)程慢等挑戰(zhàn)。為了改變這種不利局面，我國(guó)必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，3D打印制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化可以為推動(dòng)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的調(diào)整步伐，對(duì)完成我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化，提升國(guó)家制造業(yè)水平具有重要的作用，因此盡管3D打印制造技術(shù)會(huì)給我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)一些挑戰(zhàn)，但是為了實(shí)現(xiàn)高端制造業(yè)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，就需要我國(guó)貫徹發(fā)展3D打印制造技術(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在3D打印制造技術(shù)中，我們逐步意識(shí)到自身與國(guó)外社會(huì)之間的差距，3D打印制造技術(shù)是新興信息技術(shù)中重要的組成部分，在研發(fā)和開(kāi)展3D打印制造技術(shù)中，注意企業(yè)創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，加強(qiáng)各研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)交流，并注意探索分析3D打印制造技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化新機(jī)制，從而能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的相融合和發(fā)展，提高3D打印制造技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展進(jìn)程，促進(jìn)3D打印制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。文章主要描述了我國(guó)3D打印制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)3D打印制造技術(shù)對(duì)我國(guó)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的影響進(jìn)行了分析，希望會(huì)對(duì)今后這方面的研究有一定的借鑒作用和參考價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：馮帆（1994-），女，江蘇省南京市，所在學(xué)校：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，學(xué)歷：本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。