3D打印技術是指由計算機輔助設計模型（CAD）直接驅動的，運用金屬、塑料、陶瓷、樹脂、蠟、紙、砂等材料，在快速成形設備裏分層製造任何複雜形狀的物理實體(ti) 的技術。基本流程是，先用計算機軟件設計三維模型，然後把三維數字模型離散為(wei) 麵、線和點，再通過3D打印設備分層堆積，最後變成一個(ge) 三維的實物。

　　1、3D打印：第三次工業(ye) 革命的標誌性生產(chan) 工具

　　傳(chuan) 統製造技術是“減材製造技術”，3D打印則是“增材製造技術”，具有製造成本低、生產(chan) 周期短等明顯優(you) 勢，被譽為(wei) “第三次工業(ye) 革命最具標誌性的生產(chan) 工具”。3D打印將多維製造變成簡單的由下而上的二維疊加，從(cong) 而大大降低了設計與(yu) 製造的複雜度。同時，3D打印還可以製造傳(chuan) 統方式無法加工的奇異結構，尤其適合動力設備、航空航天、汽車等高端產(chan) 品上的關(guan) 鍵零部件的製造。

　　上一輪的工業(ye) 革命中，製造業(ye) 主要通過批量化的流水線製造和集約生產(chan) 來降低生產(chan) 成本，實現規模效益。原來是製造商和消費者分離，現在是製造商和消費者合為(wei) 一體(ti) ，開展自工業(ye) 化。3D打印將引發真正意義(yi) 上的製造業(ye) 革命，產(chan) 業(ye) 組織形態和供應鏈模式都將被重新構建，帶來無窮的創新空間。

　　1.1、3D打印仍處於(yu) 前沿科學

　　根據2012年Gartner技術成熟曲線顯示，目前3D打印技術處於(yu) “過高期望的峰值”（PeakofInflated Expectations）：在此階段的特征就是早期公眾(zhong) 過分關(guan) 注。

　　回顧過去10年，2000年3D打印出現一輪高潮，當時的概念為(wei) “快速成型”，全國很多地方都建立相應的生產(chan) 力促進中心，主要購買(mai) 光固化設備。但是後來受到CNC技術（數控加工，是數字化加工的一種，屬於(yu) 去除加工的形式）的競爭(zheng) ，很多快速成型的工藝，CNC也能做，且快速成型生產(chan) 的產(chan) 品在精度和效率方麵都高於(yu) 3D打印；之後3D打印在工業(ye) 上慢慢萎縮。當然，過去10年3D打印技術也在發展，目前已經達到與(yu) 鑄造精度相媲美的技術水平，但與(yu) 一般的工業(ye) 應用仍有距離。目前，3D打印是作為(wei) CNC技術的一個(ge) 補充。

　　目前3D打印仍待解決(jue) 的問題包括：1）材料，開發專(zhuan) 用材料的成本大。2）行業(ye) 標準待建立。3）涉及到法律法規及倫(lun) 理領域的問題。

　　1.2、歐美發展：應用廣泛

　　3D打印技術誕生於(yu) 上世紀80年代的美國，此後馬上出現第一波小高潮，美國很快湧現出多家3D打印公司：1984年，Charles Hull開始研發3D打印技術，1986年，他自立門戶，創辦了世界上第一家3D打印技術公司（3DSystems公司也是目前3D市場領軍(jun) 者之一），同年發布了第一款商用3D打印機。

　　1988年，Scott Crump發明了FDM（熱熔擠製成型）技術，並於(yu) 1989年成立了現在的另一家3D打印上市公司Stratasys（NASDAQ：SSYS），該公司在1992年賣出了第一台商用3D打印機。

　　到了21世紀初，3D打印沉寂下來，許多人開始質疑這種技術的可靠性，當時隻能做一些塑料模型，強度和精度都不高。直到2008年，開源3D打印項目RepRap發布“Darwin”，3D打印機製造進入新紀元；同年，Objet推出Connex500，讓多材料3D打印成為(wei) 可能。

　　在歐美3D打印技術已經廣泛應用。目前限製金屬材料發展的主要的問題是其成形製造效率不高，每個(ge) 小時大約隻有100-3000克。

　　1.3、國內(nei) 發展：設備多集中在教育領域

　　中國從(cong) 1991年開始研究3D打印技術，當時的名稱叫快速原型技術（RapidPrototyping），即開發樣品之前的實物模型；具體(ti) 在國際上有幾種成熟的工藝，分層實體(ti) 製造（LOM）、立體(ti) 光刻（SL）、熔融擠壓（FDM）、激光燒結（SLS）等（後文會(hui) 將重要技術一一詳述），國內(nei) 也在不斷跟蹤開發。2000年前後，這些工藝從(cong) 實驗室研究逐步向工程化、產(chan) 品化轉化。

　　由於(yu) 做出來的隻是原型，而不是可以使用的產(chan) 品，而且國內(nei) 對產(chan) 品開發也不重視，大多是抄襲，所以快速原型技術在中國工業(ye) 領域普及得很慢，全國每年僅(jin) 銷售幾十台快速原型設備，主要應用於(yu) 職業(ye) 技術培訓、高校等教育領域。

　　2000年以後，清華大學、華中科技大學、西安交大等高校繼續研究3D打印技術。西安交大側(ce) 重於(yu) 應用，做一些模具和航空航天的零部件；華中科技大學開發了不同的3D打印設備；清華大學把快速成形技術轉移到企業(ye) --殷華（後改為(wei) 太爾時代）後，把研究重點放在了生物製造領域。

　　目前國內(nei) 的3D打印設備和服務企業(ye) 一共有二十多家，規模都較小。一類是十年前就開始技術研發和應用，如北京太爾時代、北京隆源、武漢濱湖、陝西恒通等。這些企業(ye) 都有自身的核心技術。另一類是2010年左右成立的，如湖南華曙、先臨(lin) 三維、紫金立德、飛爾康、峰華卓立等。而華中科技大學、西安交通大學、清華大學等高校和科研機構是重要的3D技術培育基地。

    1.4、國內(nei) 外技術差距大

　　從(cong) 2012年設備數量上看，美國目前各種3D打印設備的數量占全世界40%，而中國隻有8%左右。國內(nei) 3D打印在過去20年發展比較緩慢，在技術上存在瓶頸。1）材料的種類和性能受限製，特別是使用金屬材料製造還存在問題。2）成形的效率需要進一步提高。3）在工藝的尺寸、精度和穩定性上迫切需要加強。

　　隨著美國“再工業(ye) 化、再製造化”的口號呼喊，3D打印所打造的少勞動力製造將給美國極大的動力去發展。中國與(yu) 美國的差距主要表現在：1）產(chan) 業(ye) 化進程緩慢，市場需求不足；2）美國3D打印產(chan) 品的快速製造水平比國內(nei) 高；3）燒結的材料尤其是金屬材料，質量和性能比我們(men) 好；4）激光燒結陶瓷粉末、金屬粉末的工藝方麵還有一定差距；5）國內(nei) 企業(ye) 的收入結構單一，主要靠賣3D打印設備，而美國的公司是多元經營，設備、服務和材料基本各占銷售收入的1/3。在全球3D模型製造技術的專(zhuan) 利實力榜單上，美國3DSystems公司、日本鬆下公司和德國EOS公司遙遙領先。

　　展望未來，3D打印是以數字化、網絡化為(wei) 基礎，以個(ge) 性化、短流程為(wei) 特征，實現直接製造、桌邊製造和批量定製的新的製造方式。其生長點表現在：與(yu) 生物工程的結合，與(yu) 藝術創造的結合，與(yu) 消費者直接結合。

　　目前，在歐美等發達國家，3D打印技術的應用已較為(wei) 廣泛，大到飛行器、賽車，小到服裝、手機外殼、甚至是人體(ti) 組織器官。尤其在一些交叉學科領域中，3D打印的應用更加明顯。

　　2、3D打印細分工藝：未來主流方向是金屬打印

　　根據打印所用材料及生產(chan) 片層方式的不同，實現方法有以下幾種：1.熔化或軟化材料產(chan) 生層。2.液體(ti) 材料加工方法。3.層壓板製造（LOM），將紙、聚合物、金屬等材料薄層剪裁成一定形狀並粘接在一起。這些3D打印技術由不同公司研發倡導，主要區別在於(yu) 打印速度、成本、可選材料及色彩能力等。

　　2.1、FDM：最早的3D打印技術

　　FDM技術是由Stratasys公司於(yu) 1980年中後期發明。該成型設備采用成卷的塑料絲(si) 或金屬絲(si) 作為(wei) 材料，工作時將材料供應給擠壓噴嘴，噴嘴加熱融化材料，並在計算機輔助製造軟件的控製以及步進電機或伺服電機的驅動下，沿著水平和垂直方向移動打印，熱塑性材料湊夠噴嘴擠出，形成層並迅速硬化。打印完成後，拿掉固定在零件或模型外部的支撐材料即可。#p#分頁標題#e#

　　整個(ge) 成型過程需要恒溫環境，熔融狀態的絲(si) 擠出成型後如果驟然受到冷卻，容易造成翹曲和開裂，適當的環境溫度最大限度地減小這種造型缺陷，提高成型質量和精度。由於(yu) FDM工藝不用激光，使用、維護簡單，成本較低，同時兼具成型材料種類多，成型件強度高、精度較高的特點，使該工藝可以直接製造功能性零件。

　　目前，FDM技術可以打印的材料包括ABS、聚碳酸酯、PLA、聚苯礬等。與(yu) 其他的3D打印技術相比，FDM是唯一使用工業(ye) 級熱塑材料作為(wei) 成型材料的積層製造方法，打印出的物件具有可耐受高熱、腐蝕性化學物質、抗菌和強烈的機械應力等特性，被用於(yu) 製造概念模型、功能模型，甚至直接製造零部件和生產(chan) 工具。

　　FDM技術被Stratasys公司的Dimension、uPrint和Fortus全線產(chan) 品以及惠普大幅麵打印機作為(wei) 核心技術所采用。由於(yu) 其成型材料種類多，成型件強度高、精度高，表麵質量好，易於(yu) 裝配、無公害，可在辦公室環境下進行等特點，使得該工藝發展極為(wei) 迅速，目前FDM在全球已安裝快速成形係統中的份額大約為(wei) 30%。

　　2012年3月，Stratasys公司發布的超大型快速成型係統Fortus900mc，代表了當今FDM技術的最高成型精度、成型尺寸和產(chan) 能，成型尺寸高達914.4mm×696mm×914.4mm，打印誤差為(wei) 每毫米增加0.0015～0.089mm，打印層厚度最小僅(jin) 為(wei) 0.178mm，被用於(yu) 打印真正的產(chan) 品級零部件。

     2.2、粒狀物料成型技術

　　（1）激光燒結

　　激光燒結是在粒狀層中選擇性地融化打印材料，通常采用激光來燒結材料並形成固體(ti) 。在這種方法中，未融化的材料作為(wei) 生成物件的支撐薄壁，從(cong) 而減少了對其他支撐材料的需求。激光燒結技術主要包括2種類型：一種是SLS技術，主要采用金屬和聚合物為(wei) 打印材料，具體(ti) 包括尼龍、添加玻璃纖維的尼龍、剛性玻璃纖維、聚醚銅、聚苯乙烯、尼龍及鋁粉等混合材料、尼龍及碳纖維的混合材料、人造橡膠等，3DSystems公司的sPro係列3D打印機就是采取SLS技術；另一種是直接金屬激光燒結（DMLS）技術，已經實現可打印幾乎任何金屬合金，具有代表性的設備是德國EOS公司的直接金屬激光燒結設備。

　　對於(yu) SLS而言，國產(chan) 設備大約100萬(wan) 元/台，進口設備300萬(wan) 元/台，進口材料大約100美元/公斤。

　　（2）EBM

　　電子束熔煉是一種金屬部件的積層製造技術，可打印鈦合金等材料。電子束熔煉技術是通過高真空環境下的電子束將融化的金屬粉末層層疊加，與(yu) 直接金屬激光燒結技術低於(yu) 熔點的生產(chan) 環境有所不同，EBM技術生產(chan) 出的物件密度高、無空隙且非常堅固。采用EBM技術的代表設備為(wei) 瑞典ARCAM公司的EBM係統。

　　（3）PP

　　使用PP技術的3D打印機每次噴一層石膏或者樹脂粉末，並通過橫截麵進行粘合。打印機不斷重複該過程，直到打印完每一層。此技術允許打印全色彩原型和彈性部件，將蠟狀物、熱固性樹脂和塑料加入粉末一起打印，還可以增加強度。采用此打印技術的代表設備為(wei) 3DSystems公司的ZPrinter係列3D打印機。

　　2.3、光聚合成型技術

　　（1）SLA

　　SLA的主要實現途徑是用於(yu) 生產(chan) 固件部件的光固化成型技術。SLA技術最早由美國3DSystems公司成功實現商業(ye) 化，其生產(chan) 的Projet係列和iPro係列3D打印設備均采用了SLA技術。該技術由於(yu) 具有成型過程自動化程度高、製作原型表麵質量好、尺寸精度高以及能夠實現比較精細的成型尺寸等特點，因而成為(wei) 廣泛應用的快速成型工藝方法。但SLA係統的缺點是對液態光敏聚合物進行操作的精密設備，對工作環境要求苛刻，同時，成型件多為(wei) 樹脂類，強度、剛度和耐熱性有限，不利於(yu) 長期保存。

　　Objet公司的PolyJet係統是一種噴頭打印技術，目前已實現以16～30μm的超薄層噴射光敏聚合物材料，並層層構建到托盤上，直至部件製作完成。每一層光敏聚合物在噴射時即采用紫外線光固化，打印出的物件即為(wei) 完全凝固的模型，無需後固化。被設計用來支撐複雜幾何形狀的凝膠體(ti) 支撐材料，通過手剝和水洗即可除去。

　　（2）DLP

　　在數字光處理技術中，大桶的物體(ti) 聚合物被暴露在數字光處理投影機的安全燈環境下，暴露的液體(ti) 聚合物快速變硬，然後設備的構建盤以較小的增量向下移動，液體(ti) 聚合物再次暴露在光線下。這個(ge) 過程不斷重複，直到模型建成。最後排出桶中的液體(ti) 聚合物，留下實體(ti) 模型。采用DLP技術的代表設備是德國EnvisionTec公司的Ultra3D打印數字光處理快速成型係統。

　　DLP激光成型技術和SLA立體(ti) 平版印刷技術比較相似，也是采用光敏樹脂作為(wei) 打印材料，不同的是SLA的光線是聚成一點在麵上移動，而DLP在打印平台的頂部放置一台高分辨率的數字光處理器（DLP）投影儀(yi) ，將光打在一個(ge) 麵上來固化液態光聚合物，逐層的進行光固化，因此速度比同類型的SLA立體(ti) 平版印刷技術速度更快。

　　DLP的應用非常廣泛，該技術最早是由德州儀(yi) 器開發的，它至今仍然是此項技術的主要供應商。最近幾年該技術放入3D打印中，利用機器上的紫外光（白光燈），照出一個(ge) 截麵的圖像，把液態的光敏樹脂固化。該技術成型精度高，在材料屬性、細節和表麵光潔度方麵可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

　　SLA與(yu) DLP打印所需的液態光敏樹脂材料也因生產(chan) 商家和機型的不同而各有特點，比如EnvisionTec的各類機型都可以使用EC-500型蠟基液體(ti) 樹脂材料製造各類精致飾品模型以用於(yu) 失蠟法鑄造，但其每千克材料成本高達幾千元。其民用代表機型有B9Creator（2500美元），Form1（3300美金）等。

    2.4、3DP三維噴繪打印技術

　　3DP是一種基於(yu) 微噴射原理（從(cong) 噴嘴噴射出液態微滴），按一定路徑逐層打印堆積成形的打印技術，這種技術和平麵打印非常相似。3DP打印機主要部件為(wei) 儲(chu) 粉缸和成形室工作台。打印時首先在成形室工作台上均勻地鋪上一層粉末材料，接著打印頭按照零件截麵形狀，將粘結材料有選擇性地打印到已鋪好的粉末層上，使零件截麵有實體(ti) 區域內(nei) 的粉末材料粘接在一起，形成截麵輪廓，一層打印完後工作台下移一定高度，然後重複上述過程。如此循環逐層打印直至工件完成，再經後處理，得到成形製件。

　　同立體(ti) 印刷、疊層實體(ti) 製造和選擇性激光燒結快速成形技術相比，3DP不需要昂貴的激光係統，具有設備價(jia) 格便宜、運行和維護成本低的優(you) 勢。與(yu) 熔融沉積快速成形技術相比，3DP可以在常溫下操作，具有運行可靠，成形材料種類多和價(jia) 格低的優(you) 勢。此外，與(yu) 其它RP係統相比，3DP還有操作簡單、成形速度快、製件精度高、成形過程無汙染，適合辦公室環境使用等優(you) 點。

　　2.5、幾種方法優(you) 劣比對：目前FDM和SLS為(wei) 主流

　　金屬零件快速製造技術代表了RP技術的最新發展方向。目前，真正能夠製造精密金屬零件的快速成型技術隻有選擇性激光熔化和選擇性激光燒結。SLS成型方法成型金屬零件時，多采用樹脂或低熔點材料包覆的金屬粉末作為(wei) 原材料，通過激光掃描使樹脂熔化將金屬粉末固結在一起，在成型後經過脫脂、浸滲低熔點金屬（如青銅等）來提高致密度。使用該技術成型，金屬零件工序複雜且零件強度與(yu) 精度多數情況下仍達不到要求。而選擇性激光熔化SLM技術是一種極具創新的快速成型技術，能一步加工出具有冶金結合，相對密度接近100%，具有複雜結構、高的尺寸精度的金屬零件。目前，金屬3D打印成本偏高是其主要缺點之一。#p#分頁標題#e#

　　在總成本構成中，購置設備成本約占總成本的3/4。而上述兩(liang) 種工藝的設備均屬於(yu) 工業(ye) 級打印設備，價(jia) 格普遍較為(wei) 昂貴。其次，金屬3D打印的材料通常有鈦粉、鋁合金粉和不鏽鋼粉。耗材成本雖然僅(jin) 占總成本11%，但是相較於(yu) 其他普通金屬材料，這些材料成本要高出將近10倍左右。如德國EOS公司所生產(chan) 的不鏽鋼粉、鋁矽粉、鈦合金粉，其價(jia) 格是傳(chuan) 統粉體(ti) 的10至20倍。而3D打印用鈦粉成本約為(wei) 180萬(wan) /噸，是普通航空用鈦材價(jia) 格的9倍多。

　　在下圖中，我們(men) 將3家核心3D打印公司（Stratasys、3DSystems和Materialise）持有的專(zhuan) 利數目一一梳理。可以看出，Stratasys和Materialise專(zhuan) 注在光固化成型（Stereolithography）和FDM。同時，相比3DSystems和Materialise，Stratasys在CNC的專(zhuan) 利更多。

　　3、市場現狀：個(ge) 人打印高增速、功能應用以模具為(wei) 主

　　根據2013版的Wohlers顯示，2013年全球3D打印市場規模約40億(yi) 美元，相比2012年幾乎翻了一番。其大體(ti) 分布概況是歐洲約10億(yi) 美元，美國約15億(yi) 美元，中國所占份額約3億(yi) 美元。麵向工業(ye) 的3D打印機設置台數按國家進行統計的話，美國占38%，位居第一，其次是日本占9.7%，第三位德國占9.4%，第四位中國占8.7%。

　　近年來，3D打印市場高速發展，個(ge) 人3D打印市場也已開啟。根據市場研究機構Frost&；；；；；Sullivan發布的《2012年全球3D打印市場研究報告》顯示，從(cong) 1994年到2011年，全球3D打印機市場規模一直保持高速增長態勢，複合增長率達到了17.6%。2011年全球個(ge) 人3D打印設備銷售量呈現爆發式增長，銷售量從(cong) 5987台猛增至23265台，增幅接近300%，大幅超過商用3D打印設備增速。

　　就企業(ye) 實力來看，目前歐美較具規模的3D打印企業(ye) 的年銷售收入一般都在10億(yi) 元人民幣左右，而國內(nei) 目前仍沒有一家企業(ye) 收入過億(yi) ，甚至超過5000萬(wan) 元的企業(ye) 都寥寥無幾。目前，我國3D打印行業(ye) 整體(ti) 上發展不錯，設備、材料、軟件等核心領域都能夠不同程度實現自給，並在文化創意、工業(ye) 、生物醫學等領域得到應用。但是，缺乏龍頭企業(ye) 、核心技術、成熟的商業(ye) 模式，以及市場廣泛應用和政策資金扶持。激光器、軟件、材料等核心技術還依賴進口。

　　4、3D打印未來發展以及市場空間

　　根據2013版的Wohlers顯示，2013年全球3D打印市場規模約40億(yi) 美元，2012年全球3D打印產(chan) 業(ye) 整體(ti) 的銷售規模達到22.04億(yi) 美元。2010-2012年三年的年複合增長率達27%。該機構預計2017年則將進一步上升至50億(yi) 美元，並且此後整個(ge) 市場將維持近20%增長率。預計至2021年，3D打印市場規模將達到近110億(yi) 美元。

　　2013年我國產(chan) 值20億(yi) 元。世界3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟秘書(shu) 長、中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟執行理事長羅軍(jun) 表示：現在還是3D打印技術的起步階段、產(chan) 業(ye) 化的初級階段。未來3-5年將是3D打印技術最為(wei) 關(guan) 鍵的發展機遇期，如果推進順利，2014年同比翻一番沒有大問題，而2015年則有望達到80-100億(yi) ，到2016年產(chan) 值將達百億(yi) 元人民幣。

    4.1、3D打印在各類應用領域中的發展前景

　　增材製造工藝在材料的利用率上有著明顯的優(you) 勢。2012年3D打印技術三個(ge) 領域內(nei) 應用最為(wei) 普遍：分別為(wei) 消費品和電子占21.8%，交通設備占18.6%，醫療占16.4%。

　　在個(ge) 人應用領域雖然起步較工業(ye) 領域稍晚，但是增長勢頭凶猛。據統計，2011年全球個(ge) 人3D打印設備銷售量為(wei) 23265台，增長率高達200%。雖然2012年的增長率為(wei) 46.3%，但就整體(ti) 而言，近些年3D打印技術在個(ge) 人應用領域的發展還是十分迅猛的。

　　4.1.1、航空航天領域：最具發展前景領域之一

　　由3D打印製造出來的金屬零件完全符合航空航天領域對於(yu) 未來器械設備製造的要求。1）“輕量化”和“高強度”一直是航空航天設備製造和研發的主要目標。3D打印技術所製造出來的零件能夠很好的迎合這兩(liang) 個(ge) 要求，如由激光快速成型技術打造的一次成型鈦合金的承力能力比普通鍛造、焊接強上近30%；2）由於(yu) 航空航天設備所需要的零部件往往都是一些需要單件定製的小部件，如果運用傳(chuan) 統工藝製作勢必會(hui) 存在製作周期過長，且成本過高的問題。而3D打印技術低成本快速成型的特點則能很好地彌補這一問題；3）傳(chuan) 統技術在生產(chan) 零件過程中會(hui) 造成許多不必要的損耗，對於(yu) 複雜產(chan) 品，誇張的時候原材料利用率僅(jin) 有不到10%。而3D打印所特有的增材製造技術則能很好的利用原材料，利用率高達90%。

　　舉(ju) 例而言，我國第二款自主設計的國產(chan) 大型客機C919製作飛機零部件是3D打印應用於(yu) 航空航天領域的典型案例之一。主要製造的飛機零件是中央翼緣條，其規格為(wei) 長約3米，重量達到196Kg，工序耗時在一個(ge) 月以內(nei) 。若通過傳(chuan) 統工藝製造，國內(nei) 製造能力尚無法滿足，向國外采購會(hui) 增加成本。

　　截止至2012年11月，C919的訂單數已達到380架，客機的首飛時間定於(yu) 2015年，預計屆時3D打印飛機零部件訂單數量將會(hui) 出現一波高峰。而C919客機僅(jin) 僅(jin) 隻是一個(ge) 開始，未來3D打印將會(hui) 被廣泛應用於(yu) 航空航天領域。整個(ge) 市場的增長空間將不可限量。

　　4.1.2、軍(jun) 工領域：軍(jun) 備需求增長明確

　　據外媒報道稱，3D打印技術將會(hui) 被應用於(yu) 我國新一代高性能新型戰鬥機之中，如首款航母艦載機殲-15、多用途戰機殲-16、第五代重型戰鬥機殲-20等。兩(liang) 會(hui) 期間，殲-15總設計師孫聰透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術，已被廣泛用於(yu) 殲-15的主承力部分，包括整個(ge) 前起落架。目前我國前三代戰鬥機保有量約為(wei) 2000架，未來幾年我國戰鬥機更新換代的步伐會(hui) 隨著科技的進步而不斷加快。如果3D打印技術在第四代戰鬥機上的成功應用，勢必會(hui) 使得3D打印鈦合金的需求量出現“井噴”的現象。

　　2014年國防支出預算將增加12.2%，升至8082.3億(yi) 元。我國國防支出預算首次突破8000億(yi) 元人民幣。近四年來國防支出預算的增幅均在10%以上，而此次12.2%的增幅也是連降三年後首次回升。國防開支的不斷上升預示著軍(jun) 工領域可分的“蛋糕”在不斷做大。現代化部隊是我國軍(jun) 隊建設目標之一，3D打印技術的應用符合提高軍(jun) 隊設備高科技含量的要求。增材製造產(chan) 品本身耗材少，質量輕，損耗少的特點不僅(jin) 僅(jin) 可以應用於(yu) 戰鬥機的製造，還能滿足軍(jun) 工領域其他設備製造的需要。今後在這一領域需求量將會(hui) 出現大幅的提升。

　　4.1.3、醫療領域：新興(xing) 領域成為(wei) 中堅力量

　　醫療領域已然成為(wei) 3D打印應用最多的領域之一，2012年產(chan) 能占據全球產(chan) 值的16.4%。且大部分應用都集中在假肢製造、牙齒矯正與(yu) 修複等方麵。利用3D打印能夠完美地複製人體(ti) 結構構造，貼合人體(ti) 工學。現如今在歐洲，使用3D打印製造鈦合金人體(ti) 骨骼的成功案例就有3萬(wan) 多例。

　　隨著科技的不斷進步，將3D打印應用於(yu) 組織器官移植的技術也不單單隻停留在理論層麵。2013年5月，美國俄亥俄州一名六周大男嬰患有支氣管軟化，病情危重。醫生利用3D打印機，製作了一個(ge) 夾板，在嬰兒(er) 的氣道中開辟了一個(ge) 通道。男嬰最終成功維持呼吸，幸免於(yu) 難。這是醫學史上首宗3D打印器官成功移植的案例。

　　根據美國器官共享網絡（UNOS）統計數據，美國等待器官移植的患者人數在逐年增加。截止至2014年4月10日，美國在等待器官移植手術的病患共計78000餘(yu) 人。#p#分頁標題#e#

　　今後這將是一個(ge) 需求量極大的市場。而由於(yu) 符合要求的器官捐獻數量不足，以及術後可能產(chan) 生的嚴(yan) 重排斥性問題，傳(chuan) 統醫療手段已然無法滿足現在需要器官移植病患的要求。因此，今後3D打印在這一領域的應用將會(hui) 非常可觀的。

　 4.2、金屬3D打印發展前景無可限量

　　金屬材料由於(yu) 其高硬度，耐高溫等得天獨厚的特性，其作為(wei) 3D打印原材料的發展空間將會(hui) 是巨大的。相較於(yu) PVC、陶瓷等材料金屬3D打印所製造出來的產(chan) 品可以在更多的領域得到應用，如航天航空、汽車製造、軍(jun) 工等。產(chan) 業(ye) 鏈下遊需求麵更加寬廣，使得金屬零部件的3D打印技術在未來的發展前景更加被業(ye) 界所看好。

　　當然，金屬3D打印在現階段仍然會(hui) 遇到一定的技術難題。因為(wei) 金屬的熔點相對較高，所以在成品製造的過程中會(hui) 有多種物理過程（如金屬固液形態的轉變），熱傳(chuan) 導和表麵擴散等。為(wei) 了解決(jue) 這一係列問題，需要多種製造參數配合。相較於(yu) 其他材料的3D打印技術，金屬零部件快速成型技術應當是最為(wei) 複雜的。因此，隨著科技的逐步成熟，金屬3D打印技術進步的空間將會(hui) 是非常巨大的。

　　根據WohlersAssociates統計顯示，2012年售價(jia) 在5000美元以上的工業(ye) 級3D打印設備中，按銷售額劃分，占據市場前三位的分別是光固化31%，FDM材料擠出22%，粉末床熔化21%。

　　從(cong) 另一項統計數據分析中，能夠更加直觀的反映未來3D打印市場的發展走向。從(cong) 3D打印服務商最想購買(mai) 的設備來看，以金屬粉末作為(wei) 主要耗材的粉末床熔化設備的需求量超過了整體(ti) 的一半以上。由此可見，能夠處理難以加工的金屬材料，符合更廣泛市場應用的金屬3D打印技術更加受到市場的青睞。

　　4.3、3D打印在我國的發展前景

　　目前，我國3D打印技術尚處於(yu) 初期發展階段。與(yu) 增材製造技術發展最為(wei) 領先的美國尚有一定的差距。

　　影響我國3D打印進一步產(chan) 業(ye) 化推廣的問題主要可以總結為(wei) 以下幾點。第一，我國尚沒對3D打印行業(ye) 建立統一的共性標準。由於(yu) 使用3D打印技術製造產(chan) 品的特點為(wei) 小批量，個(ge) 性化，這就凸顯行業(ye) 共性標準的決(jue) 定性意義(yi) 。而國內(nei) 目前整個(ge) 行業(ye) 尚處於(yu) 一個(ge) 整合度較低，比較無序的階段。這大大製約了3D打印在國內(nei) 的大規模商業(ye) 化進程；第二，3D打印原材料供給不足已成為(wei) 製約其在我國發展的障礙之一。由於(yu) 增材製造技術的特殊性，耗材在整個(ge) 製造過程中起到了決(jue) 定性的作用。而我國3D打印耗材主要依賴於(yu) 國外進口，尤其是金屬材料。過高的材料成本可能成為(wei) 阻礙發展的原因之一；國內(nei) 機械製造產(chan) 業(ye) 鏈相對比較成熟，偏低的傳(chuan) 統製造成本，會(hui) 大大降低3D打印技術的性價(jia) 比。在一定程度上削弱市場對此技術的重視程度。

　　雖然目前我國3D打印在產(chan) 業(ye) 化的道路上稍落後於(yu) 世界其他發達國家，但是在增材製造技術的研發上，我國並沒有遜色於(yu) 其他國家，甚至在某些領域還處於(yu) 世界領先地位。特別是在利用選擇性激光燒結（SLS）技術製造大型零部件這一技術上，我國更是走在3D打印技術發展最為(wei) 成熟的美國之前，領先於(yu) 全球。

　　王華明教授所帶領的科研團隊，憑借“飛機鈦合金大型複雜整體(ti) 構件激光成型技術”獲得“2012年度國家技術發明一等獎”。該項技術已成功應用於(yu) 我國第二款自主設計製造的國產(chan) 大型客機C919的零部件製造上。僅(jin) 需55天便可以在實驗室中打造出C919機頭的四個(ge) 主風擋窗框。若向國外公司定製，則需至少兩(liang) 年以上時間，且成本也會(hui) 相應增加許多。並且以此項技術所打印出的鈦合金零部件很可能大規模應用於(yu) 我國第四代戰鬥機之上。可見，今後3D打印在國內(nei) 市場的發展空間將十分龐大。

　　史玉升教授所帶領的科研團隊是我國較早取得3D打印技術進步成就的團隊。其在2001年憑借“選擇性激光燒結（SLS）”技術，榮獲國家科技進步二等獎。並且以“基於(yu) 粉末床的激光燒結立體(ti) 打印”技術，獲得了2011年國家技術發明二等獎。其團隊打造的1.2米×1.2米工作麵的世界最大“立體(ti) 打印機”入選兩(liang) 院院士評選的“2011年中國十大科技進展新聞”

　　國內(nei) 許多企業(ye) 也致力於(yu) 3D打印設備的研發與(yu) 製造之中。如陝西恒通於(yu) 1997年研製並銷售國內(nei) 第一台光固化快速成型機，且如今公司已經推出售價(jia) 不到7000元的個(ge) 人3D打印機；北京隆源在公司設立當年便成功研製了中國第一台SLS技術的快速成型設備；盈普光電於(yu) 2007年成功研製出國內(nei) 首台直接製造塑膠零件的激光燒結成型3D打印係統。

3D打印產(chan) 業(ye) 的發展自然也離不開政府的大力支持。國家領導人對於(yu) 將3D打印設為(wei) 國家重大科技項目建議作出重要批示。科技部也將3D打印編入《國家高技術研究發展計劃（863計劃）》、《國家科技支撐計劃製造領域2014年度備選項目征集指南》。不僅(jin) 如此，各地方政府也於(yu) 2013年提出了對於(yu) 支持3D打印發展的各項規劃與(yu) 政策。

　　預計未來政府將會(hui) 進一步出台一係列利好於(yu) 3D打印行業(ye) 發展的政策。作為(wei) “第三次工業(ye) 革命”的代表技術，3D打印將會(hui) 得到更多外界的關(guan) 注。