編者按：本文是工業和信息化部賽迪研究院裝備工業研究所所長左世全博士的研究報告，為方便閱讀，編者做了部分摘編，在保留報告總體框架的前提下省略了部分擴展內容。
一、3D打印概念內涵
1、3D打印是一項新型數字化制造技術
3D打印，學界稱為增材制造（Additive Manufacturing，AM），是利用計算機設計數據采用材料逐層堆積的方法制造實體物品的技術。該技術始于20世紀80年代的快速成型技術，具有三個方面的特征：一是制造技術的重大飛躍；二是制造工藝的深刻變革；三是制造模式的重要突破。
2、3D打印已形成較為完整的技術體系
目前，3D打印已經發展出多種較為成熟的技術類型。依據材料輸送方式的不同，3D打印技術總體上可以分兩大類，一是選擇性沉積技術，包括熔融沉積成形（FDM）、激光凈成形（LENS）、分層實體制造（LOM）、電子束熔絲沉積(EBF)等；二是選擇性黏合技術，包括光固化成形（SLA）、選擇性激光燒結（SLS）、選擇性激光熔化（SLM）、三維打?。?DP）、電子束熔煉成形（EBM）等。近年來，國內外又發展出一些新的3D打印技術，如微納材料成形、細胞三維結構成形、復合沉積成形、多種材料噴射成形等多種類型。
3、3D打印技術主要應用于三大領域
隨著工藝、材料和裝備的日益成熟，3D打印技術的應用范圍由最初的原型制造、模具制造擴展到直接制造領域。
原型制造：目前應用最廣，主要采用熔融沉積成型（FDM）技術、分層實體制造（LOM）技術、選擇性激光燒結或熔化（SLS／ＳＬＭ）技術，主要用于工業產品的設計、測試和評估等。
模具制造：屬于過渡性應用，主要采用選擇性激光燒結（SLS／ＳＬＭ）、分層實體制造（LOM）等技術，主要用于蠟?；蛏靶?。
直接制造：屬于最終應用。分兩類：一是消費品生產，二是功能零部件。
二、我國3D打印發展現狀分析
1、發展現狀
?。?）取得了一批基礎研究成果和技術
我國3D打印技術自20世紀90年代初開始發展，近些年已經取得了一批基礎研究成果和技術。
?。?）高性能金屬零件激光直接成形技術世界領先
北京航空航天大學、西北工業大學在高性能金屬零件激光直接成形技術領域取得了重大突破，在國際上首次全面突破了鈦合金、超高強度鋼等難加工大型復雜整體關鍵構件激光成形工藝、成套裝備和應用關鍵技術，已生產出飛機機身主承力框、翼身根肋、主起落架等30多種構件。“飛機鈦合金大型復雜整體構件激光成形技術”榮獲2012年度“國家技術發明一等獎”。
（3）產業化取得初步進展
依托高校、科研院所的研究成果，我國已經涌現出20多家3D打印設備與服務企業。2013年，我國3D打印設備及服務銷售收入實現6億元。隨著我國制造業的整體升級，3D打印設計服務市場還將繼續擴大。我國航空航天、醫療等產業的快速發展也將帶動3D打印設備及服務需求不斷擴大。
2、存在問題
我國3D打印技術雖然取得了長足進展，但總體上還處于產業化起步階段，主要表現在：
（1）公共技術平臺缺失
我國尚未建立3D打印公共技術平臺，缺乏像美國“3D打印創新研究所”一樣的產學研一體化機構，高等院校、科研機構各自為戰，合作研究的動力不足，開放集成的創新體系尚未形成，缺乏對技術兼容性和標準的制定。
（2）產業規?；潭鹊?br />
我國增材制造的產業化尚處于起步階段。2012年，我國增材制造產業市場規模為12億元左右，不到全球的9%。增材制造裝備銷售僅占全球的8.7%，增材制造裝備及銷售收入約為6億元，僅占全球的4%，一半以上的增材制造設備依賴進口。
（3）產業鏈尚未有效形成
我國尚未成立專門從事材料制備、軟件開發的3D打印企業，缺乏類似于歐美發達國家涵蓋軟件開發、材料制備、裝備生產與服務的完整的產業鏈。從事檢測驗證、金融、電子商務、知識產權保護等中介機構也不健全。
?。?）教育培訓和社會推廣不足
目前，企業購置3D打印設備的數量非常有限，且多從國外進口，應用范圍也較為狹窄。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打印相關的必修環節，3D打印還停留在部分學生的課外興趣研究層面。
三、我國3D打印發展面臨的形勢
1、發展機遇
?。?）工業轉型升級加速利于3D打印市場需求快速擴張
（2）航空航天、國防軍工的快速發展對3D打印設備的需求不斷增加
（3）我國高度重視技術創新及產業化應用將助推3D打印產業快速發展
2、面臨挑戰
?。?）世界主要經濟體積極搶占產業發展制高點
為搶占這一新興技術及產業發展的戰略制高點，世界主要經濟體紛紛進行戰略部署，制定發展規劃及扶持政策。2012年8月美國政府高調宣布成立國家3D打印創新研究所（NAMII），第一階段由聯邦政府和企業投入7000萬美元研發支持3D打印技術研發及應用，力爭促使美國成為全球優秀的3D打印中心。英國政府自2011年開始持續增大對3D打印技術的研發經費，設立了多個3D打印研究中心。法國3D打印協會致力于3D打印技術標準的研究。在政府資助下，西班牙啟動了一項發展3D打印的專項。澳大利亞政府于2012年2月宣布支持一項航空航天領域革命性的項目“微型發動機3D打印技術”，使用3D打印技術制造航空航天領域微型發動機零部件。日本正著力推動3D打印技術的推廣應用，南非政府投入2800萬蘭特扶持大型激光3D打印設備的開發。
?。?）3D打印企業國際市場競爭日趨激烈
近年來，隨著技術不斷成熟和專利權臨近到期，歐美發達國家的3D打印企業呈現出兩大動向：一是通過并購或合并做大企業，二是紛紛降低3D打印設備價格。這將為我國產業化程度不高的3D打印產業帶來沖擊。
?。?）我國在3D打印消費品產業方面依賴國外市場
消費級3D打印機方面，我國還處于市場培育期，市場需求明顯不足。即使工業級3D打印機，我國用戶企業對使用3D打印機進行產品開發與原型制造方面意識不足。
四、我國3D打印發展戰略及路徑
1、指導思想
深入貫徹落實科學發展觀，堅持走新型工業化道路，推動信息化與工業化深度融合，面向國民經濟重點產業的轉型升級和戰略性新興產業培育發展的需求，以實現制造過程的數字化和制造模式轉變為目標，以突破關鍵核心技術為支撐，以推進3D打印裝備的研發和產業化為核心，以提升3D打印裝備集成創新能力為重點，促進示范應用推廣，調整優化產業組織結構，增強產業國際競爭力。
2、基本原則
?。?）堅持市場導向與政府推動相結合
?。?）堅持重點突破與整體推進相結合
（3）堅持研究開發與示范應用相結合
?。?）堅持裝備制造與服務增值相結合
3、發展路徑
遵循“市場主導、政府引導、創新突破、應用引領”的基本原則，前瞻布局關鍵共性核心技術，重點推進3D打印裝備的產業化，促進裝備、材料、軟件同步發展，加強3D技術在重點行業領域的應用推廣。
五、推進我國3D打印發展的政策建議
1、增強自主創新能力
加強基礎理論與技術原始創新；重點推進關鍵核心技術攻關；成立國家公共技術平臺，加強產學研用合作。
2、形成完整的產業鏈
3、開展應用示范推廣
4、加強國際交流合作
5、建立政策支撐體系
一是加大資金投入力度；二是完善技術人才引進與培養政策；三是完善市場培育、應用與準入政策；四是進行必要的行業監管。
