從(cong) 關(guan) 節靈活、一體(ti) 成型的玩具中國龍，到依據患者特點量身定製的骨骼模型，再到與(yu) 人體(ti) 骨組織結構高度相似的椎間融合器……在日前閉幕的2024年中國國際服務貿易交易會(hui) 上，除了人形機器人、低空無人飛行器等高科技應用，各式各樣的3D打印產(chan) 品也賺足了眼球。

隨著智能製造技術的發展，3D打印逐漸成為(wei) 推動我國新質生產(chan) 力培育發展的重要力量，其應用場景正在不斷拓展，還吸引了不少年輕人緊抓機遇，在相關(guan) 領域創業(ye) 。

國家統計局日前發布的數據顯示，2024年上半年，我國3D打印設備產(chan) 品產(chan) 量同比增長51.6%，其增長率遠超新能源汽車的34.3%和集成電路的28.9%。同時，海關(guan) 總署的數據顯示，今年1月至7月，我國3D打印設備出口量和出口額也都實現了兩(liang) 位數高速增長。

　　一係列數據反映出我國3D打印行業(ye) 的強勁增長勢頭。也有專(zhuan) 家注意到，產(chan) 銷兩(liang) 旺背後，我國3D打印行業(ye) 要闖出“新天地”，在技術迭代、場景應用、材料創新等方麵還有一些瓶頸亟待突破。

　　加速賦能傳(chuan) 統製造業(ye)

　　“3D打印”是增材製造技術的一種俗稱。增材製造以數字模型為(wei) 基礎，通過將材料逐層堆積製造零件或實物，是一種“自下而上”的製造方法。雖然沒有等材、減材製造發展時間長，但如今，增材製造也已成為(wei) 推動製造業(ye) 轉型升級的重要力量。

　　廣東(dong) 科恒科技有限公司(以下簡稱“廣東(dong) 科恒”)是東(dong) 莞有名的手板樣機製造企業(ye) ，該公司市場總監耿安東(dong) 告訴中青報·中青網記者，早在2008年，他們(men) 就開始用3D打印技術生產(chan) 手板樣機。

　　“手板樣機指的是用來驗證產(chan) 品設計是否符合要求、測試產(chan) 品可行性的小批量產(chan) 品樣品，通常在產(chan) 品設計階段和產(chan) 品生產(chan) 之前製作。”耿安東(dong) 說，在沒有3D打印技術前，手板樣機大多采用數控加工等方式生產(chan) ，3D打印技術的出現，大大提升了手板樣機的生產(chan) 效率，進一步降低了成本。

　　以汽車設計製造為(wei) 例，耿安東(dong) 介紹，一款新汽車底盤在研發過程中要經過大量試驗，最開始可能隻是驗證它的外形、尺寸等是否符合裝配要求，如果用傳(chuan) 統工藝製造汽車底盤手板樣機，流程複雜，且需要幾個(ge) 月的時間，“但利用3D打印技術，隻需要花費一周，就能製作多個(ge) 汽車底盤手板樣機，然後直接送到汽車廠用於(yu) 產(chan) 品驗證”。耿安東(dong) 告訴記者，目前，廣東(dong) 科恒的工廠內(nei) 有超過1000台工業(ye) 級3D打印機。而在該公司生產(chan) 的手板樣機中，有近80%的產(chan) 品是通過3D打印製造的。

　　“相較於(yu) 傳(chuan) 統製造工藝，3D打印技術的成型、加工、製造過程簡單，拿到數字模型圖紙之後，隻需要通過電腦控製發出指令，就可以直接打印出實物。”上海交通大學材料科學與(yu) 工程學院副教授王洪澤說。王洪澤長期從(cong) 事增材製造與(yu) 激光製造研究，他認為(wei) ，通過簡化生產(chan) 環節，3D打印有效節省了材料消耗和人工成本。“同時，3D打印還具有輕量化、實現任意複雜結構製造的技術優(you) 勢。”

　　其實，2012年，3D打印就被列入了國家高技術研究發展計劃(863計劃)，相關(guan) 政策提出要突破3D打印製造技術中的核心關(guan) 鍵技術，研製重點裝備產(chan) 品。近年來，增材製造(3D打印)作為(wei) 我國智能製造的關(guan) 鍵領域，多次出現在《“十三五”國家戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 發展規劃》、“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要等頂層規劃中。

　　2021年發布的《“十四五”智能製造發展規劃》明確提出，要加強關(guan) 鍵核心技術攻關(guan) ，其中，增材製造作為(wei) 先進工藝技術，被列入“智能製造技術攻關(guan) 行動”重點攻關(guan) 的關(guan) 鍵核心技術目錄。

　　目前，3D打印還被應用於(yu) 航空航天開發和小批量製造、汽車快速開發及輕量化、精準醫療、文化創意等領域。“比如齒科經常會(hui) 用到的人造牙齒、手機等電子產(chan) 品的外殼、航天飛行器的重要零部件等，有很多產(chan) 品或零部件都來自3D打印。”王洪澤說，隨著技術的一步步迭代和完善，3D打印逐漸從(cong) 實驗室走向生產(chan) 應用，賦能傳(chuan) 統製造業(ye) ，發揮著“降本增效”的作用。

　　東(dong) 莞順林模型禮品股份有限公司(以下簡稱“東(dong) 莞順林”)是一家專(zhuan) 門從(cong) 事汽車模型、潮流玩具生產(chan) 的企業(ye) 。該公司有一款原創IP潮玩——“胖噠”，在產(chan) 品設計階段，“胖噠”經過了數十次3D打印驗證。“每次打印出來，我們(men) 都會(hui) 對實物進行效果評價(jia) ，然後再有針對性地對設計方案進行完善。”東(dong) 莞順林董事長劉學深說，利用3D打印進行新品輔助設計，已經成為(wei) 玩具產(chan) 品開發的重要環節。

　　3D打印在醫療領域的滲透也有目共睹。在服貿會(hui) 現場，幾乎在每家醫療企業(ye) 的展台，都能看到3D打印產(chan) 品的身影，納通科技集團帶來了一款3D打印脊柱椎間融合器產(chan) 品。納通科技相關(guan) 負責人介紹，普通的椎間融合器采用機械加工的方式製造，尺寸、型號相對固定，但通過3D打印，可以根據患者的關(guan) 節特征等實現椎間融合器定製化，“同時，3D打印技術還可以在融合器上形成特定的微孔結構，方便後期骨長入，更有利於(yu) 患者恢複”。

　　王洪澤表示，長三角、粵港澳大灣區等地是我國3D打印設備需求相對集中的區域。上述地區具有比較發達的製造業(ye) 基礎，3D打印機作為(wei) 重要的製造輔助設備，在當地有較大的消費市場。“同時，武漢、西安等高校和科研院所集中的城市和地區對相關(guan) 設備的需求也比較大。”

　　相關(guan) 數據顯示，截至2023年年底，我國國產(chan) 3D打印裝備擁有量占全球裝備的11.5%，處於(yu) 全球第二，而消費級非金屬3D打印裝備市場占比則位居全球首位。“隨著‘3D打印+’的深入開展，增材、減材與(yu) 等材製造將走向互融互通。不同製造技術各顯其長，發揮合力，共同推動我國由製造大國向製造強國邁進。”中國工程院院士、西安交通大學教授、國家增材製造創新中心主任盧秉恒說。

　　消費級3D打印機市場迎來爆發

　　在3D打印領域，打印設備主要分為(wei) 工業(ye) 級和消費級。不同於(yu) 工業(ye) 級設備，消費級3D打印機專(zhuan) 為(wei) 個(ge) 人用戶和小型企業(ye) 設計，一般采用FDM(熔融沉積成型)、LCD光固化成型等技術，操作簡便、成本相對較低，也被稱為(wei) 桌麵級或入門級3D打印機。

　　從(cong) 醫療器械到高端零配件，再到住宅建築，3D打印加速賦能傳(chuan) 統工業(ye) 製造的同時，消費級3D打印機市場也迎來了空前爆發。根據市場研究機構KBV Research的統計，2022年，全球消費級3D打印機市場規模為(wei) 25.03億(yi) 美元，預計到2028年將達到71億(yi) 美元，年複合增長率為(wei) 19.2%。

　　“目前，消費級3D打印機以打印塑料產(chan) 品居多，比如玩具、文創等。”王洪澤認為(wei) ，隨著技術的迭代更新，消費級3D打印機在打印效果、打印速度等方麵有了持續性的提升，且使用門檻和產(chan) 品單價(jia) 明顯下降，這都促使3D打印獲得了市場的更大關(guan) 注。

　　深圳市創想三維科技股份有限公司(以下簡稱“創想三維”)是一家專(zhuan) 門從(cong) 事3D技術研發的國內(nei) 企業(ye) ，該公司華北區域銷售經理耿雨萌介紹，目前，消費級3D打印機被不少潮流玩具設計師用來初步實現創意，還有消費者購買(mai) 大批量的3D打印設備開辦“3D打印工廠”，對外提供打印服務。而“3D打印農(nong) 場”遍地開花，也被市場普遍認為(wei) 是相關(guan) 技術越來越被市場認可的一種表現。

　　所謂“3D打印農(nong) 場”，就是指多台消費級3D打印機在同一個(ge) 操作環境中集中運行，用來小批量生產(chan) 或快速製造各種產(chan) 品。管理運營“3D打印農(nong) 場”的人則被稱為(wei) “農(nong) 場主”。“如果把‘3D打印農(nong) 場’看作是一個(ge) 小型工廠，那生產(chan) 線就由一台台3D打印機組成，我們(men) 隻需在切片軟件(3D打印的模型管理係統——記者注)中設置好參數並加載原材料，打印機就能按照設定好的程序批量製造出性能一致的產(chan) 品。”3D打印行業(ye) 垂直平台“3D打印資源庫”的創始人譚文傑解釋道。

　　如今，越來越多年輕人投身到“3D打印農(nong) 場”創業(ye) 中，朱朝文就是其中之一。他在江西南昌經營著一家規模達300台打印機的“3D打印農(nong) 場”，平常會(hui) 承接一些打印玩具、文創產(chan) 品的訂單。趕上旺季，他家“農(nong) 場”每天24小時“連軸轉”。此外，他還是江西小有名氣的3D打印設備代理商。今年3月開始做設備代理以來，他賣出的3D打印機已經有大幾千台。

　　根據“3D打印資源庫”的不完全統計，目前，全國有1000多位“農(nong) 場主”，每位“農(nong) 場主”擁有的設備數量從(cong) 幾台到上千台不等。“這些‘農(nong) 場主’掌握著超過5萬(wan) 台3D打印機，展現了‘3D打印農(nong) 場’行業(ye) 的增長速度。”譚文傑回憶，今年4月，上麵的數據還隻是兩(liang) 萬(wan) 多台，“短短4個(ge) 月，漲了近1.5倍”。

　　值得注意的是，海外也正在成為(wei) 我國消費級3D打印機重要的終端市場。海關(guan) 總署日前發布的數據顯示，今年1月至7月，國產(chan) 3D打印機出口量為(wei) 210萬(wan) 台，出口金額超過49.9億(yi) 元，較去年同期分別增長了36.3%和75.6%。如今，在電商平台Amazon(亞(ya) 馬遜)上搜索“3D打印機”，銷量排名靠前的幾乎都是中國品牌。

　　近幾年，多家國內(nei) 3D打印領域頭部廠商年營收突破10億(yi) 元大關(guan) ，小米、安克等公司也紛紛進軍(jun) 3D打印。市場研究機構CONTEXT此前發布的報告提到，2023年，全球入門級3D打印機出貨量同比增長19%，其中約94%的出貨量由中國供應商完成。耿雨萌則提到，目前，創想三維3D打印機的銷售區域已經覆蓋全球超過190個(ge) 國家。

　　王洪澤表示，我國3D打印能順利出海，主要得益於(yu) 供應鏈的產(chan) 業(ye) 優(you) 勢和廠商之間的競爭(zheng) 。“國內(nei) 3D打印設備成本相較國外要低很多，這與(yu) 我們(men) 的人力成本以及相關(guan) 資源成本較低有關(guan) ；同時，國內(nei) 3D打印產(chan) 業(ye) 發展很快，市場主體(ti) 較多，競爭(zheng) 也比較激烈。”

　　如何闖出“新天地”

　　“消費級3D打印機的使用門檻不高，隨著越來越多人進入3D打印領域創業(ye) ，市場越來越‘卷’。”譚文傑認為(wei) ，在“3D打印農(nong) 場”創業(ye) ，有兩(liang) 條發展路徑可以選擇：一是“小而美”做個(ge) 性化定製，二是“大而全”走工廠化路線。

　　他提到，個(ge) 性化、定製化是3D打印的天然優(you) 勢之一，如果在產(chan) 品設計上做出自己的特色和品牌，能帶來較大的原創紅利。對於(yu) 大型“農(nong) 場主”，將3D打印作為(wei) 一種新工具來替代傳(chuan) 統的製造方式，比如生產(chan) 工業(ye) 件等，“這可能是未來‘3D打印農(nong) 場’的主要發展方向”。

　　“3D打印農(nong) 場”的出現為(wei) 小批量、個(ge) 性化的產(chan) 品製造帶來不小的變化。其實，從(cong) 3D打印技術麵世的一刻起，大眾(zhong) 就一直在期待它能給製造業(ye) 帶來一次徹底的革命。但在多位業(ye) 內(nei) 人士看來，當前，我國3D打印規模化製造在打印設備、打印材料等方麵還有一些發展瓶頸尚待突破，這也成為(wei) 3D打印如何闖出“新天地”的必答題。

　　“首先要加大高端3D打印相關(guan) 設備和技術的研發力度。”王洪澤說，目前，3D打印技術還沒有發展到可以在所有製造領域均大批量應用的階段，打印效率較低，成本較高。注塑製造等方法雖然開模具成本更高，但一旦模具開好，就可以進行大批量製造。“3D打印還需要降本增效。”

　　先進材料的研發也值得關(guan) 注。目前，在3D打印領域，高性能材料比較欠缺。此外，可用於(yu) 3D打印的材料種類有限，也在一定程度上阻礙了技術應用範圍的擴大。“我們(men) 身邊目之所及的所有實物均可以通過傳(chuan) 統製造的方式生產(chan) ，傳(chuan) 統製造的材料體(ti) 係可能有上千、上萬(wan) 種，但是目前可用於(yu) 3D打印的材料隻有幾百種。”耿安東(dong) 說。但王洪澤強調，材料開發是3D打印技術推廣應用的一個(ge) 必經階段。“未來，要結合當前行業(ye) 的切實發展需求，開展相關(guan) 材料的研發工作。”

　　相關(guan) 統計數據顯示，目前我國3D打印規模以上企業(ye) 有近200家，但其中多為(wei) 中小企業(ye) ，研發和技術創新能力相對較弱。王洪澤表示，推動3D打印產(chan) 業(ye) 發展，還需要政策持續對高新技術研究作出引導和支持，尤其是對一些高端但風險較大的研究，我國的支持力度還應進一步加大。“同時，還要讓企業(ye) 、民眾(zhong) 更多地了解3D打印技術，隻有大家了解了，才有可能會(hui) 更大範圍地應用。”

　　我國已經於(yu) 2021年將“增材製造工程”列入普通高等學校本科專(zhuan) 業(ye) 目錄，目前有哈爾濱工業(ye) 大學、西北工業(ye) 大學等18所高校開設了上述專(zhuan) 業(ye) ，但耿安東(dong) 認為(wei) 這“遠遠不夠”。他提到，高校人才培養(yang) 最短也需要3至4年的時間，但企業(ye) 不能坐等。“特別是對於(yu) 了解增材製造，同時熟悉傳(chuan) 統製造業(ye) 優(you) 劣勢的複合型人才，在市場上會(hui) 非常受歡迎。”

　　“高校也好，企業(ye) 也好，產(chan) 業(ye) 鏈也好，對於(yu) 人才培養(yang) 要持續加大投入。”耿安東(dong) 說，此外，還要了解不同的細分製造領域的需求，結合3D打印材料成型的工藝特點，開發更加深入的製造方式，“這對行業(ye) 發展非常重要”。