3D打印發(fā)展前景廣闊，推動制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個性化定制轉變

作者：李曉華 作者為中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所研究員
來源：新華社

為解決疫情防控中應急物資短缺的難題，美國、意大利等國紛紛利用3D打印機生產(chǎn)呼吸機配件、個人防護面罩，甚至還創(chuàng)建了在線論壇，用于政府、醫(yī)院、非政府組織發(fā)布需求，以及業(yè)內人士分享經(jīng)驗等。3D打印在全球疫情防控中發(fā)揮的作用，反映出這項技術普及度的提高和應用領域的擴展。

3D打印，也稱增材制造，是以數(shù)字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實物的新興制造技術。近年來，世界主要國家紛紛加大力度支持3D打印技術，全球3D打印產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。小到兒童玩具、工藝品，大到飛機、火箭中使用的高度復雜零部件，3D打印機已廣泛應用于諸多領域。2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達120億美元左右，同比增長近30%。

3D打印產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展是多方面因素共同推動的結果。

一是研發(fā)投入的增長使得技術不斷完善，3D打印機功能更強、成本更低、速度更快。2012年起3D打印領域專利申請量快速增長，年增長率超過40%。

二是打印材料種類不斷豐富，推動3D打印機應用范圍擴大。3D打印材料主要包括金屬材料、高分子材料和陶瓷材料，其中塑料仍是使用最多的材料，但金屬材料增長很快，2018年使用率提高到了36%左右。金屬材料的廣泛使用帶動了工業(yè)級3D打印機銷售的增長，推動3D打印由消費級市場向高端制造市場拓展。

三是汽車、電子、航天、醫(yī)療、制鞋等行業(yè)為了加快產(chǎn)品開發(fā)、改進產(chǎn)品性能、提高用戶需求響應速度，積極探索3D打印技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。

四是中小學和教育培訓機構設立3D打印相關課程，推動桌面3D打印機在學校、家庭和中小企業(yè)中普及。

3D打印無需開模、一體成型、生產(chǎn)周期短，特別適用于生產(chǎn)及快速交付結構復雜產(chǎn)品、小批量產(chǎn)品，因此被廣泛用于原型制作、定制生產(chǎn)以及復雜零部件制造等領域。不過，3D打印也存在明顯短板：3D打印機售價高、產(chǎn)品制作時間長，不具備規(guī)模經(jīng)濟性，大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)成本明顯高于傳統(tǒng)加工方式；打印材料價格較高，種類非常有限，材料強度、加工精度等方面與傳統(tǒng)精密加工方式仍存差距。總體來看，3D打印與傳統(tǒng)制造工藝各有千秋，二者不是替代關系，未來應在各自擅長的領域發(fā)揮作用。

3D打印被視為引領新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術之一，發(fā)展前景廣闊。隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平提高，消費者更加追求個性化的需求，3D打印將與機器人、人工智能等技術一起，提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度，以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品，推動制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個性化定制轉變。同時，憑借節(jié)約倉儲和物流成本、快速響應本地市場的優(yōu)勢，3D打印將推動制造業(yè)向本地制造模式發(fā)展。此外，3D打印教育深入推廣將會推動創(chuàng)客運動的興起，家庭打印機、小型3D打印店更加普及，人們將能夠制造自己設計的產(chǎn)品。未來，隨著3D打印機、材料和后處理技術的發(fā)展，3D打印的應用領域將不斷擴大。