在上海舉(ju) 行的第17屆中國國際工業(ye) 博覽會(hui) ，展示了我國3D打印技術應用取得的進展。

3D打印技術正在重塑全球製造業(ye) 競爭(zheng) 格局，在航空航天、地理信息、軍(jun) 工、醫療、藝術設計和消費電子產(chan) 品等多個(ge) 領域都大有用武之地。在我國，3D打印總體(ti) 技術水平處於(yu) 模型製作向零部件直接製造的過渡階段，還有很大提升空間，亟須加強協同創新，進一步推動我國3D打印技術的發展。

在北京3D打印研究院，趙新副院長拿著一個(ge) 3D打印的人體(ti) 心瓣模型，向記者講述了這樣一個(ge) 有關(guan) 3D打印應用的真實故事：按傳(chuan) 統做心髒瓣膜替換手術，一般是病人做CT後，根據一張張二維平麵的CT片子，醫生全憑想象，在腦海裏把這些平麵圖疊在一起，判斷心髒瓣膜的損壞程度和需要手術的位置，以確定病人的手術方案。但是，一旦判斷不準，病人遭罪，也容易造成醫患矛盾。現在北京某醫院和3D打印研究院合作，把病人的CT數據提供給研究院，很快就能拿到根據醫學數據3D打印出來的心瓣模型，醫生用它輔助診斷，準確率得到了極大提高。

3D打印技術在我國的應用，正在取得長足進展。

快速走向實際應用

3D打印是實現中國製造業(ye) 升級的核心技術之一，同時也開啟了個(ge) 性化商品製造的商業(ye) 模式

日前，在上海舉(ju) 行的第17屆中國國際工業(ye) 博覽會(hui) 上，3D打印展品引人注目。比如，北京航空航天大學的展品是用3D技術打印的C919機頭主風擋的窗框，它是采用“同軸送粉”技術，用鈦合金材料打印而成。此外，還有中國航天科技集團公司上海航天技術研究院參展的用3D打印的高性能碳纖維接頭和用3D打印的鋁合金空間轉位捕獲杆……

3D打印，又叫增材製造技術，是一種以數字模式文件為(wei) 基礎，運用粉末狀金屬、塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體(ti) 的快速成型技術，是製造原理上的一個(ge) 重大突破。中國工程院院士、快速製造國家工程研究中心主任盧秉恒表示，增材製造與(yu) 傳(chuan) 統的等材製造和減材製造三足鼎立，互為(wei) 補充。從(cong) 製造方式來說，鑄鍛焊在製造過程中重量基本不變，屬於(yu) “等材製造”，已有3000年曆史；隨著電動機的發明，能夠車銑刨磨的機床的出現，通過對材料的切削去除達到設計形狀，稱為(wei) “減材製造”，已有300年曆史；而以3D打印為(wei) 代表的“增材製造”，1984年提出，1986年實現樣機，才30年時間，被稱為(wei) “20世紀最具革命性的製造技術”。

2015年2月，工業(ye) 和信息化部牽頭發布《國家增材製造產(chan) 業(ye) 發展推進計劃（2015-2016年）》；3月，國務院總理李克強主持召開國務院常務會(hui) 議，部署加快推進實施“中國製造2025”。增材製造技術是實現中國製造業(ye) 升級的核心技術之一。中國緊跟世界科技趨勢，高度重視和全麵發展3D打印技術，“急追”先進國家。

盧秉恒院士說，3D打印“熱在今天，造就明天”。未來製造業(ye) 將是“互聯網＋先進製造業(ye) ＋現代服務業(ye) ”，大致會(hui) 呈現這樣一個(ge) 網絡服務雲(yun) 平台：眾(zhong) 需收集—創客設計—3D打印驗證設計—虛擬製造—生產(chan) 分包—物聯網配送。

因此，3D打印還展現了一個(ge) 全民創新的通途。在大眾(zhong) 創業(ye) 、萬(wan) 眾(zhong) 創新的當代，創客們(men) 設計出來的某些產(chan) 品，傳(chuan) 統製造業(ye) 沒有辦法實現，或者成本非常高。而3D打印從(cong) 技術上、成本上、快捷程度上都可以支持，使之變成現實。可以說，3D打印技術開啟了個(ge) 性化商品製造的商業(ye) 模式。

替代傳(chuan) 統製造有待時日

3D打印已開始應用於(yu) 小批量的直接製造，但短期內(nei) ，難以替代傳(chuan) 統製造業(ye) ，兩(liang) 者會(hui) 在較長時間內(nei) 並行融合

3D打印的關(guan) 注度如此之高，目前，在我國製造業(ye) 的轉型升級中，3D打印應用情況如何？

傳(chuan) 統的減材製造是在大尺寸的原材料上進行衝(chong) 壓、切削、鑽孔等多個(ge) 環節後，得到符合要求的零件或產(chan) 品。比如製作一個(ge) 渦輪，可能需要用300公斤的原材料，最後製成產(chan) 品，隻有50公斤重。與(yu) 之相比，增材製造是加法製造，從(cong) 無到有逐層堆積原材料，直到得到成品。在這個(ge) 過程中，沒有製造工業(ye) 垃圾，非常環保。據測算，3D打印節約材料大約70%至80%。此外，3D打印在製造模式上也有明顯優(you) 勢。傳(chuan) 統製造都是在一個(ge) 成熟的流水線上進行大批量的生產(chan) 和加工，而3D打印可以實現個(ge) 性化定製以及一體(ti) 化打印，省略了組裝環節。

目前，我國3D打印技術主要在“一高一低”兩(liang) 個(ge) 領域應用比較普遍：“一高”是火電、核電、航空航天、軍(jun) 工等高科技領域。這些行業(ye) 使用的高端機械，用傳(chuan) 統製造模式主要依靠焊接實現零件的結合，但是焊接技術往往引起性能衰退。而3D打印可以實現一體(ti) 化打印，實現了零件之間的無縫對接，具有很好的強度和精度。因此，3D打印在這些領域得到快速發展。“一低”是指製造成本低、製造周期短，有利於(yu) 個(ge) 性化小批量製造的產(chan) 品。因為(wei) 3D打印技術可以讓數字文件精確複製成實物原型，所以還可以用來製作“獨一無二”的創意產(chan) 品，比如人偶、禮品等。在北京3D打印研究院，記者看到琳琅滿目的各種3D打印產(chan) 品，有動漫公司定製的卡通人物形象，有各種奇思妙想的禮品擺設等。這些都是目前市場上3D打印普及型應用。

此外，在製造業(ye) 的鏈條中，快速模型製造也普遍使用3D打印。傳(chuan) 統製造做模具，成本高、開發周期長，而3D打印可以快速做出原型，符合要求後，再開模具製造。因此，在汽車業(ye) 、製鞋業(ye) 和一些行業(ye) 的新產(chan) 品開發中，經常會(hui) 用3D打印進行原型製造。

趙新表示，目前，3D打印雖然已開始應用於(yu) 小批量的直接製造，但是受3D打印的時間、精度和材料等限製，3D打印還不可能替代傳(chuan) 統製造業(ye) ，隻是利用研發、設計開發優(you) 勢，為(wei) 大批量製造業(ye) 做輔助。“希望媒體(ti) 的宣傳(chuan) 實事求是，有些人對3D打印認識過度，過於(yu) 理想，到研究院一了解，就會(hui) 很失望。”趙新說。

北京大學光華管理學院博士後劉江濤認為(wei) ，3D打印技術在強調個(ge) 性化、複雜化的小批量生產(chan) 和模具生產(chan) 上可以大顯身手，同時也將充分發揮3D打印技術兼具智能製造的特點，擴大其在軍(jun) 工、醫療、創意等行業(ye) 的應用。短期內(nei) ，3D打印技術難以替代傳(chuan) 統製造業(ye) ，兩(liang) 者會(hui) 在較長時間內(nei) 並行融合。但是3D打印技術會(hui) 提升傳(chuan) 統製造業(ye) 的製造形態，改進流程，提高效率，提升行業(ye) 水平，實現產(chan) 業(ye) 升級。

技術提升需協同創新

3D打印正處於(yu) 技術的井噴期、產(chan) 業(ye) 發展的起步期，需要盡快提升技術水平，建立創新鏈。

3D打印技術是一個(ge) 支撐，一個(ge) 工具，它與(yu) 各個(ge) 行業(ye) 相結合，將促進中國製造升級，實現從(cong) “中國製造”向“中國智造”的轉變。盧秉恒院士表示，增材製造的遠景是“創材”，即按照材料基因組，研製出超高強度、超高耐溫、超高韌性、超高抗蝕的新材料。目前3D打印已製造出了耐溫3315攝氏度的合金，用於(yu) “龍飛船2號”，大幅增強了飛船推力。3D打印還從(cong) “創材”到“創生”，即打印細胞製造器官，甚至把基因打印在細胞裏實現基因變異。

近兩(liang) 年，3D打印出現了一些顛覆性技術，這一領域現在正處於(yu) 技術的井噴期、產(chan) 業(ye) 發展的起步期和企業(ye) 的跑馬圈地期。

從(cong) 3D打印產(chan) 業(ye) 鏈的構成來看，產(chan) 業(ye) 鏈上遊包括創新設計、精密機械、數控技術、材料科學和激光技術，產(chan) 業(ye) 鏈中遊主要包括3D打印設備的生產(chan) ，產(chan) 業(ye) 鏈的下遊主要是三維模型設計服務和打印產(chan) 品應用。

目前，我國3D打印總體(ti) 技術水平處於(yu) 模型製作向零部件直接製造的過渡階段，在直接製造高性能塑料和金屬零件方麵發展迅速，局部甚至超過國外水平，但總體(ti) 上還有非常大的提升空間。

產(chan) 業(ye) 鏈上遊的創新設計、精密機械、數控技術、材料科學和激光技術的核心技術大多掌握在外國大公司手中。國產(chan) 的打印材料性能相對差些，可打印材料較少；工業(ye) 版3D打印機的激光器存在穩定性問題，整個(ge) 產(chan) 業(ye) 還處於(yu) 起步發展階段。國內(nei) 3D打印領域走在前列的公司有陝西恒通、西安鉑力特、北航公司、武漢濱湖、無錫易維等，但是總體(ti) 來說，企業(ye) 規模、產(chan) 值、利潤都還比較小。由於(yu) 3D打印技術融合了光機電技術、控製技術、材料技術和軟件技術等，目前我國高端裝備製造的核心技術尚待加強、機器人和數控機床等底層裝備的自動化信息化不夠，這些也製約了3D打印技術的提升。

因此，我國3D打印技術的發展，亟須協同創新，學科交叉發展原創，盡快建立創新鏈。《三生萬(wan) 物—3D打印：第三次工業(ye) 革命的引擎》的主筆、財政部稅政司調研員李旭鴻建議：加快3D打印技術的發展，要實施3D打印“重大技術突破、重要行業(ye) 應用、重點企業(ye) 支撐”的“三重戰略”。大力加快3D打印專(zhuan) 用材料的研發和生產(chan) ，鼓勵發展數字模型、專(zhuan) 用工藝軟件及控製軟件，加速發展3D打印裝備及核心器件；大力支持3D打印技術在重點行業(ye) 應用和推廣；大力發展航天、航空、電子、網絡平台等領域的3D打印龍頭企業(ye) 。