英國政府報告揭示3D打印普及困境：認知不足成中小企業(yè)最大障礙

2025年9月3日，南極熊獲悉，英國政府發(fā)布的一份名為《影響中小企業(yè)采用3D打印的因素：以大曼徹斯特為例》的政府報告，基于調(diào)查數(shù)據(jù)、對五家公司的訪談以及對區(qū)域機構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的中小企業(yè)在采用3D打印方面仍然受到制約。研究表明，即使區(qū)域基礎(chǔ)設(shè)施和政府項目擴大了設(shè)備和培訓的可及性，成本壓力、技術(shù)技能短缺、材料限制和監(jiān)管漏洞仍然限制著3D打印的普及。

△部分地區(qū)受訪企業(yè)3DP采用率

調(diào)查揭示：成本非主要障礙

大曼徹斯特地區(qū)增材制造應(yīng)用率位居英國第二，僅次于倫敦。這個地區(qū)六分之一以上的中小企業(yè)使用3D打印技術(shù)，而全國范圍內(nèi)這一比例略高于十分之一。大多數(shù)企業(yè)表示3D打印技術(shù)使用率有限，近五分之四的企業(yè)表示3D打印使用率較低或中等。在全國范圍內(nèi)，只有17%的企業(yè)表示采用了該技術(shù)，這使得3D打印技術(shù)落后于人工智能和機器人技術(shù)。

調(diào)查結(jié)果顯示，認知度和適用性是比成本更大的障礙。超過一半的大曼徹斯特中小企業(yè)表示，3D打印與它們的業(yè)務(wù)無關(guān)，幾乎與全國平均水平相同。略超過五分之一的受訪者表示沒有遇到任何障礙，但仍未采用，這表明激勵措施仍不明確。不到百分之五的受訪者認為成本是障礙，而同樣比例的受訪者則指出缺乏熟練的員工。較少的受訪者提到了技術(shù)不成熟、數(shù)據(jù)不可靠、法律限制或安全隱患。

在現(xiàn)有用戶中，采用增材制造技術(shù)的動機更為具體。大曼徹斯特地區(qū)近三分之二采用增材制造技術(shù)的公司表示，他們這樣做是為了提升產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量。近一半的公司旨在擴大產(chǎn)品范圍，約五分之二的公司表示是為了改進流程或更新過時的系統(tǒng)。四分之一的公司將自動化列為采用增材制造技術(shù)的原因，而該地區(qū)沒有人將疫情作為驅(qū)動因素。在全國范圍內(nèi)，只有極少數(shù)（3.7%）的公司將采用增材制造技術(shù)與疫情干擾聯(lián)系起來。

△部分地區(qū)受訪企業(yè)3DP采用率

試點項目作為催化劑

“3D Printers on the Road”項目的案例研究展示了五家中小企業(yè)在不同階段如何應(yīng)用3D打印機。參與該項目的條件是，所有公司事先均未將3D打印機完全集成到企業(yè)制造流程中。其中兩家公司正處于評估階段。M1是一家成立于2015年的醫(yī)療設(shè)備初創(chuàng)公司，它評估了通過3D打印技術(shù)在內(nèi)部生產(chǎn)特定組件的可行性。C1是一家成立于2020年、擁有七名員工的建筑公司，它測試了使用增材制造法生產(chǎn)用于營銷的房屋單元比例模型。

其余三家公司處于初始實施或設(shè)置階段。F1是一家擁有50年歷史、約50名員工的家具制造商，最近購買了一臺打印機，并招聘了一位技術(shù)嫻熟的工程師以加速3D打印應(yīng)用。A1是一家擁有12名員工的農(nóng)業(yè)食品科技公司，擁有設(shè)備，但缺乏具備有效操作專業(yè)知識的人員。C2是一家成立于2021年的瓷磚公司，擁有三名員工，之前使用的舊款打印機未能達到預期效果，因此考慮進行升級或優(yōu)化。

在每個案例中，參與試點都發(fā)揮了推動作用。大學研究人員提供了設(shè)備和專業(yè)工程師，提高了人們對3D打印技術(shù)的認識，允許企業(yè)測試應(yīng)用，并為未來的應(yīng)用建設(shè)了能力。

參與者發(fā)現(xiàn)了明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢。C2報告稱，將簡單組件外包給第三方，每件成本在33至40英鎊之間，而且會造成延誤，而內(nèi)部打印對于小批量零件來說效率更高。另一位參與者表示，內(nèi)部打印“讓我的生活輕松多了”。C1指出了回收材料的潛力，而F1則強調(diào)了原型制作時間的節(jié)省。

△英國西北地區(qū)（與英國其它地區(qū)相比）中小企業(yè)采用3DP的動機

多方助力推動3D打印深度融合

不同案例的推動因素各不相同。C2項目利用來自Green天使投資公司、英國創(chuàng)新局（Innovate UK）和Henry Royce研究所準入計劃的資金，將簡易設(shè)備升級為專業(yè)級打印機。M1項目受益于HealthBIC（一個提供技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限的區(qū)域孵化器）的支持。F1等擁有接受過計算機輔助設(shè)計培訓員工的公司發(fā)展速度更快。試點項目中的大學合作加速了所有參與者的學習，使他們能夠測試應(yīng)用程序并論證新投資的合理性。

隨后，三家公司將增材制造融入常規(guī)運營。M1將3D打印融入研發(fā)工作流程。F1將打印技術(shù)嵌入設(shè)計流程，實現(xiàn)定制化產(chǎn)品線。A1將3D打印技術(shù)的應(yīng)用擴展到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的原型設(shè)計和可視化。其中一家公司目前運營著兩臺機器，并計劃進一步擴展，展示了短期投入如何轉(zhuǎn)化為永久產(chǎn)能。

技術(shù)和環(huán)境障礙依然存在。塑料是最易獲取的材料，但參與者指出，打印件通常缺乏強度、耐熱、耐濕性或色彩穩(wěn)定性。彩色PLA打印件被認為質(zhì)量低劣。擴展到金屬、陶瓷、玻璃和木材的努力面臨著挑戰(zhàn)，包括熱性能不匹配和后處理選項有限。供應(yīng)商稀缺賦予了原材料供應(yīng)商強大的談判能力，從而推高了成本。建筑行業(yè)的公司指出，機械臂的操作范圍有限，并且在生產(chǎn)大型部件時存在組裝缺陷的風險。

能源消耗是另一個障礙。報告指出，生產(chǎn)一件同等重量的3D打印物品所消耗的能源是注塑成型的50到100倍。中小企業(yè)廣泛使用的熔融沉積成型技術(shù)在初始預熱階段需要大量電力消耗，這使得3D打印在大批量生產(chǎn)中效率低下。與會者還強調(diào)了重復原型制作產(chǎn)生的塑料廢棄物：雖然這些廢棄物可回收利用，但體積龐大，難以管理。企業(yè)報告稱，根據(jù)英國排放交易體系，碳排放成本更高，且回收材料使用受到限制，這限制了可持續(xù)生產(chǎn)方式的實施。

△3D打印的歷史和3D打印聚合物的發(fā)展

政策與機構(gòu)協(xié)同發(fā)力，填補3D打印標準與技能鴻溝

監(jiān)管與標準領(lǐng)域的缺失正持續(xù)阻礙著增材制造技術(shù)的進一步應(yīng)用。這種阻礙體現(xiàn)在多個方面：在醫(yī)療保健領(lǐng)域，缺乏針對個性化3D打印藥物的國際指南，迫使從業(yè)者沿用傳統(tǒng)規(guī)范；在日用領(lǐng)域，3D打印餐具可能因結(jié)構(gòu)空隙滋生細菌，卻尚無專門法規(guī)加以約束。同時，標準控制的缺失導致打印部件在尺寸與質(zhì)量上存在波動，嚴重影響航空航天和醫(yī)藥等行業(yè)所需的可重復性。此外，知識產(chǎn)權(quán)風險也引發(fā)擔憂——有企業(yè)選擇放棄法律保護轉(zhuǎn)而聚焦高端市場，另一些則更憂慮設(shè)計文件管理與IT集成中的安全隱患。

區(qū)域機構(gòu)致力于彌合這些差距。曼徹斯特城市大學的PrintCity機構(gòu)已投資300萬英鎊用于聚合物基打印機和掃描設(shè)備，自2020年以來，已通過原型設(shè)計和咨詢服務(wù)為200多家中小企業(yè)提供了支持。Henry Royce研究所是英國國家先進材料研究中心，提供涵蓋聚合物、金屬、陶瓷和生物打印領(lǐng)域的實驗室，并為小型企業(yè)提供補貼。Hackspace Manchester是位于市中心的社區(qū)運營工作室，提供低成本的3D打印機和制造工具，支持早期創(chuàng)業(yè)公司和個人創(chuàng)新者。

政策支持進一步增強了發(fā)展勢頭。“制造更智能”項目已在英格蘭西北部試點，提供咨詢服務(wù)、培訓和配套資金。自2019年以來，該項目已撥款710萬英鎊，撬動了2520萬英鎊的商業(yè)投資，支持了379個科技項目，創(chuàng)造了1729個就業(yè)崗位，并提升了3000多個崗位的技能。雖然只有一小部分項目直接涉及增材制造，但此項目降低了風險，并提高了制造業(yè)中小企業(yè)的數(shù)字化準備程度。

與大型企業(yè)相比，小型企業(yè)面臨的限制仍然更為嚴峻。中小企業(yè)通常面臨議價能力較弱、規(guī)劃周期較短以及數(shù)字系統(tǒng)集成受限等問題。它們依賴即時現(xiàn)金流和外部資金，而非長期研發(fā)預算，因此即使效益顯而易見，也會推遲采用。對現(xiàn)有供應(yīng)鏈的依賴以及有限的市場影響力，使得它們難以獲得設(shè)備或材料的優(yōu)惠條件。

綜上所述，以英國大曼徹斯特地區(qū)為例，影響中小企業(yè)采用3D打印技術(shù)的關(guān)鍵因素可歸納為以下幾點：成功應(yīng)用有賴于與區(qū)域資源形成匹配、持續(xù)進行技能培訓、制定分階段政策以及開展行業(yè)應(yīng)用示范。具體而言，該地區(qū)通過充分利用PrintCity和Henry Royce研究所等機構(gòu)資源，來應(yīng)對技能短缺與監(jiān)管不足的雙重挑戰(zhàn)。案例研究（C1, M1, C2, A1, F1）表明，企業(yè)正逐步從技術(shù)評估走向生產(chǎn)整合，但3D打印技術(shù)若要獲得廣泛推廣，仍取決于持續(xù)的投資、勞動力素質(zhì)的提升以及更明確的標準與規(guī)范。