3D打印技術(shù)日趨成熟 即將迎來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展機遇期

作為一項具備多種優(yōu)勢的新型制造技術(shù)，3D打印一直備受各界關(guān)注。隨著3D打印技術(shù)日趨成熟，在建筑、生物醫(yī)學(xué)、航天軍工等多個領(lǐng)域取得突破，未來3-5年將是3D打印產(chǎn)業(yè)化最為關(guān)鍵的發(fā)展機遇期。

3D打印發(fā)展現(xiàn)狀
3D打印也稱為增材制造技術(shù)。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。

我國的3D打印主要集中在家電及電子消費品、建筑、教育、模具檢測、醫(yī)療及牙科正畸、文化創(chuàng)意及文物修復(fù)、汽車及其他交通工具、航空航天等領(lǐng)域。其中，3D打印最大的三塊需求分別來自民用消費、工業(yè)設(shè)計和航天軍工。

截止2016年底國內(nèi)外3D打印應(yīng)用情況

其中，已有部分技術(shù)處于世界先進水平。例如，激光直接加工金屬技術(shù)發(fā)展較快，已基本滿足特種零部件的機械性能要求，有望率先應(yīng)用于航天、航空裝備制造、生物細胞3D打印技術(shù)取得顯著進展。

可見，我國雖為3D打印行業(yè)的后起之秀，但研發(fā)能力和應(yīng)用前景發(fā)展勢頭迅猛。受此影響，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模增長飛速，已由2012年的1.61億美元增至2016年的11.9億美元，在全球市場規(guī)模的比重則相應(yīng)地由7%升至19.64%。

2012-2016年中國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模(單位：億美元，%)

3D打印發(fā)展瓶頸

3D打印技術(shù)在過去數(shù)十年里取得了重大進展，但有關(guān)材料、設(shè)備和應(yīng)用的技術(shù)挑戰(zhàn)依然存在，具體體現(xiàn)在以下兩個方面。

一是材料特性。在3D打印技術(shù)能夠完全過渡到提供切實可行的制造解決方案之前，需要為材料提供力學(xué)性能數(shù)據(jù)的規(guī)范性標準，也需要更詳細的由這些材料性能制成零部件的規(guī)范信息。在沒有充分認識材料屬性之前，是無法進行相應(yīng)零部件設(shè)計的。目前，世界各國已經(jīng)研發(fā)了很多3D打印技術(shù)材料，因此，建立全面的規(guī)范標準需要整合研究機構(gòu)以及系統(tǒng)與材料制造商。

二是材料開發(fā)。雖然已有大量的同質(zhì)與異質(zhì)材料混合物應(yīng)用于3D打印技術(shù)，但仍然需要開發(fā)更多的材料。其中包括更好地理解已經(jīng)使用的材料的加工——結(jié)構(gòu)——屬性之間關(guān)系，從而了解這些材料的局限性和優(yōu)點。此外，還需要開發(fā)質(zhì)量測試程序和方法，以幫助擴展可用材料的種類。

3D打印發(fā)展前景

總的來說，3D打印產(chǎn)業(yè)爆發(fā)只是時間問題。僅以醫(yī)療保健應(yīng)用為例，據(jù)預(yù)計，2015-2022年期間，全球3D打印醫(yī)療保健市場銷售額年均復(fù)合增長率維持22%左右，到2022年全球銷售額將突破23億美元。

2015-2022年全球醫(yī)療保健行業(yè)3D打印市場銷售額及預(yù)測(單位：億美元)

2016年，我國增材制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模已達80億元，產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)較快增長。工信部也正在抓緊編制《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2017-2020年)》，預(yù)期行動計劃將在政策扶持等方面給予產(chǎn)業(yè)一定的支持。

值得一提的是，在3D打印靜待爆發(fā)期間，低端3D打印機的市場增速下降。這是由于工業(yè)制造愛好者和“標新立異者”們已經(jīng)大都購置了這種設(shè)備，因此市場已經(jīng)初步飽和。下一步，業(yè)界需要思考如何拓展個人用戶市場。同時，對3D打印機用途的討論也在不斷增加。

不過，在美國等國家，已經(jīng)有人指出3D打印可能被用于危險用途，因此應(yīng)當受到法律限制。如果政府管制加強，也可能影響市場擴張的速度，這也是3D打印企業(yè)必須考慮的政策風(fēng)險。

來源：前瞻網(wǎng)