中國3D打印行業(yè)發(fā)展面臨的問題及對策

中國3D打印行業(yè)發(fā)展面臨的問題及對策1國內外行業(yè)差距從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%，而中國只有8%左右。國內3D打印在過去20年發(fā)展比較緩慢，在技術上存在瓶頸。1)材料的種類和性能受限制，特別是使用金屬材料制造還存在問題。2)成形的效率需要進一步提高。3)在工藝的尺寸、精度和穩(wěn)定性上迫切需要加強。隨著美國“再工業(yè)化、再制造化”的口號呼喊，3D打印所打造的少勞動力制造將給美國極大的動力去發(fā)展。中國與美國的差距主要表現在：1)產業(yè)化進程緩慢，市場需求不足；2)美國3D打印產品的快速制造水平比國內高；3)燒結的材料尤其是金屬材料，質量和性能比我們好；4)激光燒結陶瓷粉末、金屬粉末的工藝方面還有一定差距；5)國內企業(yè)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模型制造技術的專利實力榜單上，美國3DSystems公司、日本松下公司和德國EOS公司遙遙領先。展望未來，3D打印是以數字化、網絡化為基礎，以個性化、短流程為特征，實現直接制造、桌邊制造和批量定制的新的制造方式。其生長點表現在：與生物工程的結合，與藝術創(chuàng)造的結合，與消費者直接結合。目前，在歐美等發(fā)達國家，3D打印技術的應用已較為廣泛，大到飛行器、賽車，小到服裝、手機外殼、甚至是人體組織器官。尤其在一些交叉學科領域中，3D打印的應用更加明顯。2行業(yè)存在的問題3D打印產業(yè)正成為投資熱點。不少原來從事數字化技術、材料技術、精密機械技術的企業(yè)紛紛考慮投資開發(fā)3D打印設備生產和服務。目前，我國3D打印產業(yè)處于起步階段，存在一系列影響3D打印產業(yè)快速發(fā)展的問題。第一，缺乏宏觀規(guī)劃和引導。3D打印產業(yè)上游包括材料技術、控制技術、光機電技術、軟件技術，中游是立足于信息技術的數字化平臺，下游涉及國防科工、航空航天、汽車摩配、家電電子、醫(yī)療衛(wèi)生、文化創(chuàng)意等行業(yè)，其發(fā)展將會深刻影響先進制造業(yè)、工業(yè)設計業(yè)、生產性服務業(yè)、文化創(chuàng)意業(yè)、電子商務業(yè)及制造業(yè)信息化工程。但在我國工業(yè)轉型升級、發(fā)展智能制造業(yè)的相關規(guī)劃中，對3D打印產業(yè)的總體規(guī)劃與重視不夠。第二，對技術研發(fā)投入不足。我國雖已有幾家企業(yè)能自主制造3D打印設備，但企業(yè)規(guī)模普遍較小，研發(fā)力量不足。在加工流程穩(wěn)定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的制備技術等諸多環(huán)節(jié)，存在較大缺陷，難以完全滿足產品制造的需求。而占據3D打印產業(yè)主導地位的一些美國公司，每年研發(fā)投入占銷售收入的10%左右。目前，歐美一些3D打印企業(yè)依托其技術優(yōu)勢，正加緊謀劃拓展我國市場。我國對3D打印技術的研發(fā)投入與美國有較大差距，占銷售收入的比重很少。第三，產業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展。3D打印產業(yè)的發(fā)展需要完善的供應商和服務商體系和市場平臺。在供應商和服務商體系中，包含工業(yè)設計機構、3D數字化技術提供商、3D打印機及耗材提供商3D打印設備經銷商、3D打印服務商。市場平臺包含第三方檢測驗證支持、金融支持、電子商務、知識產權保護等支持。而目前國內的3D打印企業(yè)還處于“單打獨斗”的初級發(fā)展階段，產業(yè)整合度較低，主導的技術標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術研發(fā)和推廣應用還處于無序狀態(tài)。第四，缺乏教育培訓和社會推廣。目前，我國多數制造企業(yè)尚未接受“數字化設計”、“批量個性化生產”等先進制造理念，對3D打印這一新興技術的戰(zhàn)略意義認識不足。企業(yè)購置3D打印設備的數量非常有限，應用范圍狹窄。在機械、材料、信息技術等工程學科的教學課程體系中，缺乏與3D打印技術相關的必修環(huán)節(jié)，還停留在部分學生的課外興趣研究層面。3產業(yè)快速發(fā)展建議當前，全球正在興起新一輪數字化制造浪潮。發(fā)達國家為解決近年來制造業(yè)競爭力下降的難題，大力倡導“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略，提出智能機器人、人工智能、3D打印技術是實現數字化制造的關鍵技術，并希望通過這三大數字化制造技術的突破，鞏固和提升制造業(yè)的主導權。雖然3D打印等數字化制造的核心技術仍處在發(fā)展的初級階段，產業(yè)還不成熟，但在產品設計、復雜和特殊產品生產、個性化服務等方面已顯示其獨特優(yōu)勢。所以，我們應充分認識智能制造、數字化制造對我國的深刻影響，加快3D打印產業(yè)的發(fā)展，推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”轉變。(一)發(fā)展3D打印產業(yè)，可提升我國工業(yè)領域的產品開發(fā)水平，提高工業(yè)設計能力傳統(tǒng)的工業(yè)產品開發(fā)方法往往是先做模具，然后再做出樣品，而運用3D打印技術，無需模具，就可以把制造時間降低為以前的1/10到1/5，費用降低到1/3以下。一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可以利用3D打印技術短時間內制造出來，從而極大地促進產品的創(chuàng)新設計，能夠有效克服我國工業(yè)設計能力薄弱的問題。(二)發(fā)展3D打印產業(yè)，可生產出復雜、特殊、個性化的產品，有助于攻克技術難關3D打印技術可為基礎科學的研究提供重要的技術支持。在航天、航空、大型武器等裝備制造業(yè)，零部件種類多、性能要求高，需要進行反復測試。運用3D打印技術，既在研制速度上具有優(yōu)勢，還可以直接加工出特殊、復雜的形狀，簡化裝備的結構設計，化解技術難題，實現關鍵性能的趕超。在生命科學的研究和應用中，3D打印以“細胞打印”、“仿生定制”等形式出現，把標準化、自動化的機械加工業(yè)生產方式，應用到生物工程、生物制藥和臨床醫(yī)學等領域，已取得豐碩成果。以生物組織為原材料的制造業(yè)，有望成為高端制造業(yè)的重要組成部分。發(fā)展3D打印技術，將促進我國在生物能源開發(fā)利用、生物和化學藥劑試驗、人體組織和器官再造等領域取得技術進步。(三)發(fā)展3D打印產業(yè)，可形成新的經濟增長點，促進就業(yè)隨著3D打印技術的普及，“大批量的個性化定制”將成為重要的生產模式。3D打印技術與現代服務業(yè)的緊密結合，將衍生出新的細分產業(yè)、新的商業(yè)模式，創(chuàng)造出新的經濟增長點。如，自主創(chuàng)業(yè)者可通過購置或租賃低成本的3D打印設備（一些3D打印設備已低于1萬元），利用電子商務等平臺，為大量消費者定制生活用品、文體器具、工藝裝飾品等各類中小產品，激發(fā)個性化需求，形成一個數百億甚至數千億元規(guī)模的文化創(chuàng)意制造產業(yè)，并增加社會就業(yè)。4行業(yè)政策建議(一)制定3D打印產業(yè)發(fā)展規(guī)劃，促進其優(yōu)先發(fā)展建議將3D打印技術定位為生產性服務業(yè)、文化創(chuàng)意、工業(yè)設計、先進制造、電子商務及制造業(yè)信息化工程的關鍵技術和共性技術，將該產業(yè)納入優(yōu)先發(fā)展產業(yè)及產品目錄。在財稅金融政策上，鼓勵企業(yè)投資、研發(fā)、生產和應用3D打印技術，支持3D打印設備的進出口。(二)加強3D打印產業(yè)聯盟、行業(yè)協會建設，推動產業(yè)協同發(fā)展積極引導工業(yè)設計企業(yè)、3D數字化技術提供商、3D打印機及材料研發(fā)企業(yè)和機構、3D打印服務應用提供商組建產業(yè)聯盟，利用有關學會、協會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術研發(fā)和行業(yè)標準制定。促進3D打印技術發(fā)展的市場建設，包括3D打印電子商務平臺、3D打印數據安全和產權保護機制、3D打印技術及關聯項目投融資機制等，促進產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。(三)加大科技扶持力度，提升3D打印技術水平設立3D打印產業(yè)專項基金，重點推進數字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等關鍵技術的研發(fā)。在研發(fā)扶持中，要注意建立公平、公正的研發(fā)績效評估體系，鼓勵各研發(fā)主體探索不同的技術路徑。加強對3D打印產學研合作的支持，特別對實施產業(yè)化的企業(yè)在市場銷售、推廣上給予政策支持。(四)加強教育