3D打印——中国的机会？
近期，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，引发了世人对3D打印的关注。作为新生事物，3D打印究竟是什么含义？它与传统产品开发和生产制造有什么区别？发展3D打印的意义何在？我国发展现状如何？下一步应如何发展？本文对上述问题进行了初步回答。本文建议，面对新的生产方式变革和发达国家大力推进的“再工业化战略”，国家应高度重视3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化，加大人才培养、市场培育和应用推广的力度，努力在数字化革命和智能制造的“机会窗口”前取得发展主动权。
一、3D打印概况
（一）3D打印的概念
3D打印（3D printing），是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。
3 D 打印是“ 增材制造” （ A d d i t i v eManufacturing）的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之截然不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。
（二）3D打印所需的关键技术
3D打印需要依托多个学科领域的尖端技术，至少包括以下方面。
信息技术：要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并且根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向。
精密机械：3D打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。
材料科学：用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。
作为一项多学科交叉的高新技术，需要在各相关领域同时投入较大的研发力量，才能掌握完整的核心技术。
（三）3D打印目前的应用领域
近年来，3D打印技术发展迅速，在各个环节都取得了长足进步。通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段结合，该技术已成为现代模型、模具和零件制造的有效手段，在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用，在工程和教学研究等应用领域也占有独特地位。
具体应用领域包括：
工业制造：产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证，制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品。3D打印的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世。3D打印的家用器具模型，也被用于企业的宣传、营销活动中。
文化创意和数码娱乐：形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D打印塑造了部分角色和道具，3D打印的小提琴接近了手工艺的水平。
航空航天、国防军工：复杂形状、尺寸微细、特殊性能的零部件、机构的直接制造。生物医疗：人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等。
消费品：珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造。
建筑工程：建筑模型风动实验和效果展示，建筑工程和施工（AEC）模拟。
教育：模型验证科学假设，用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高校和军事院校，3D打印机已经被用于教学和科研。
个性化定制：基于网络的数据下载、电子商务的个性化打印定制服务。
从市场应用份额看，汽车及零配件领域占据37%，消费品领域占据18.2%，航空航天和国防军工近14%，商业机器领域为11.2%，医疗领域有8.8%，科研占8.6%。（节选）
（摘自《中国智库》第1辑 如需继续阅读请点击
