中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題及對(duì)策

中國(guó)3D打印行業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題及對(duì)策1國(guó)內(nèi)外行業(yè)差距從2012年設(shè)備數(shù)量上看，美國(guó)目前各種3D打印設(shè)備的數(shù)量占全世界40%，而中國(guó)只有8%左右。國(guó)內(nèi)3D打印在過(guò)去20年發(fā)展比較緩慢，在技術(shù)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(wèn)題。2)成形的效率需要進(jìn)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(qiáng)。隨著美國(guó)“再工業(yè)化、再制造化”的口號(hào)呼喊，3D打印所打造的少勞動(dòng)力制造將給美國(guó)極大的動(dòng)力去發(fā)展。中國(guó)與美國(guó)的差距主要表現(xiàn)在：1)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢，市場(chǎng)需求不足；2)美國(guó)3D打印產(chǎn)品的快速制造水平比國(guó)內(nèi)高；3)燒結(jié)的材料尤其是金屬材料，質(zhì)量和性能比我們好；4)激光燒結(jié)陶瓷粉末、金屬粉末的工藝方面還有一定差距；5)國(guó)內(nèi)企業(yè)的收入結(jié)構(gòu)單一，主要靠賣3D打印設(shè)備，而美國(guó)的公司是多元經(jīng)營(yíng)，設(shè)備、服務(wù)和材料基本各占銷售收入的1/3。在全球3D模型制造技術(shù)的專利實(shí)力榜單上，美國(guó)3DSystems公司、日本松下公司和德國(guó)EOS公司遙遙領(lǐng)先。展望未來(lái)，3D打印是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為基礎(chǔ)，以個(gè)性化、短流程為特征，實(shí)現(xiàn)直接制造、桌邊制造和批量定制的新的制造方式。其生長(zhǎng)點(diǎn)表現(xiàn)在：與生物工程的結(jié)合，與藝術(shù)創(chuàng)造的結(jié)合，與消費(fèi)者直接結(jié)合。目前，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，3D打印技術(shù)的應(yīng)用已較為廣泛，大到飛行器、賽車，小到服裝、手機(jī)外殼、甚至是人體組織器官。尤其在一些交叉學(xué)科領(lǐng)域中，3D打印的應(yīng)用更加明顯。2行業(yè)存在的問(wèn)題3D打印產(chǎn)業(yè)正成為投資熱點(diǎn)。不少原來(lái)從事數(shù)字化技術(shù)、材料技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)的企業(yè)紛紛考慮投資開(kāi)發(fā)3D打印設(shè)備生產(chǎn)和服務(wù)。目前，我國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)處于起步階段，存在一系列影響3D打印產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的問(wèn)題。第一，缺乏宏觀規(guī)劃和引導(dǎo)。3D打印產(chǎn)業(yè)上游包括材料技術(shù)、控制技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)、軟件技術(shù)，中游是立足于信息技術(shù)的數(shù)字化平臺(tái)，下游涉及國(guó)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(huì)深刻影響先進(jìn)制造業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意業(yè)、電子商務(wù)業(yè)及制造業(yè)信息化工程。但在我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、發(fā)展智能制造業(yè)的相關(guān)規(guī)劃中，對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)的總體規(guī)劃與重視不夠。第二，對(duì)技術(shù)研發(fā)投入不足。我國(guó)雖已有幾家企業(yè)能自主制造3D打印設(shè)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(shù)等諸多環(huán)節(jié)，存在較大缺陷，難以完全滿足產(chǎn)品制造的需求。而占據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位的一些美國(guó)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(shù)優(yōu)勢(shì)，正加緊謀劃拓展我國(guó)市場(chǎng)。我國(guó)對(duì)3D打印技術(shù)的研發(fā)投入與美國(guó)有較大差距，占銷售收入的比重很少。第三，產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展。3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要完善的供應(yīng)商和服務(wù)商體系和市場(chǎng)平臺(tái)。在供應(yīng)商和服務(wù)商體系中，包含工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、3D數(shù)字化技術(shù)提供商、3D打印機(jī)及耗材提供商3D打印設(shè)備經(jīng)銷商、3D打印服務(wù)商。市場(chǎng)平臺(tái)包含第三方檢測(cè)驗(yàn)證支持、金融支持、電子商務(wù)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等支持。而目前國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)還處于“單打獨(dú)斗”的初級(jí)發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)整合度較低，主導(dǎo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)發(fā)平臺(tái)尚未確立，技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用還處于無(wú)序狀態(tài)。第四，缺乏教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣。目前，我國(guó)多數(shù)制造企業(yè)尚未接受“數(shù)字化設(shè)計(jì)”、“批量個(gè)性化生產(chǎn)”等先進(jìn)制造理念，對(duì)3D打印這一新興技術(shù)的戰(zhàn)略意義認(rèn)識(shí)不足。企業(yè)購(gòu)置3D打印設(shè)備的數(shù)量非常有限，應(yīng)用范圍狹窄。在機(jī)械、材料、信息技術(shù)等工程學(xué)科的教學(xué)課程體系中，缺乏與3D打印技術(shù)相關(guān)的必修環(huán)節(jié)，還停留在部分學(xué)生的課外興趣研究層面。3產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展建議當(dāng)前，全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮。發(fā)達(dá)國(guó)家為解決近年來(lái)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降的難題，大力倡導(dǎo)“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略，提出智能機(jī)器人、人工智能、3D打印技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)，并希望通過(guò)這三大數(shù)字化制造技術(shù)的突破，鞏固和提升制造業(yè)的主導(dǎo)權(quán)。雖然3D打印等數(shù)字化制造的核心技術(shù)仍處在發(fā)展的初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)還不成熟，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、復(fù)雜和特殊產(chǎn)品生產(chǎn)、個(gè)性化服務(wù)等方面已顯示其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。所以，我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)智能制造、數(shù)字化制造對(duì)我國(guó)的深刻影響，加快3D打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)由“工業(yè)大國(guó)”向“工業(yè)強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變。(一)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，可提升我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)水平，提高工業(yè)設(shè)計(jì)能力傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法往往是先做模具，然后再做出樣品，而運(yùn)用3D打印技術(shù)，無(wú)需模具，就可以把制造時(shí)間降低為以前的1/10到1/5，費(fèi)用降低到1/3以下。一些好的設(shè)計(jì)理念，無(wú)論其結(jié)構(gòu)和工藝多么復(fù)雜，均可以利用3D打印技術(shù)短時(shí)間內(nèi)制造出來(lái)，從而極大地促進(jìn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能夠有效克服我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)能力薄弱的問(wèn)題。(二)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，可生產(chǎn)出復(fù)雜、特殊、個(gè)性化的產(chǎn)品，有助于攻克技術(shù)難關(guān)3D打印技術(shù)可為基礎(chǔ)科學(xué)的研究提供重要的技術(shù)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(jìn)行反復(fù)測(cè)試。運(yùn)用3D打印技術(shù)，既在研制速度上具有優(yōu)勢(shì)，還可以直接加工出特殊、復(fù)雜的形狀，簡(jiǎn)化裝備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，化解技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性能的趕超。在生命科學(xué)的研究和應(yīng)用中，3D打印以“細(xì)胞打印”、“仿生定制”等形式出現(xiàn)，把標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的機(jī)械加工業(yè)生產(chǎn)方式，應(yīng)用到生物工程、生物制藥和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)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(shù)，將促進(jìn)我國(guó)在生物能源開(kāi)發(fā)利用、生物和化學(xué)藥劑試驗(yàn)、人體組織和器官再造等領(lǐng)域取得技術(shù)進(jìn)步。(三)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，可形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)就業(yè)隨著3D打印技術(shù)的普及，“大批量的個(gè)性化定制”將成為重要的生產(chǎn)模式。3D打印技術(shù)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的緊密結(jié)合，將衍生出新的細(xì)分產(chǎn)業(yè)、新的商業(yè)模式，創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。如，自主創(chuàng)業(yè)者可通過(guò)購(gòu)置或租賃低成本的3D打印設(shè)備（一些3D打印設(shè)備已低于1萬(wàn)元），利用電子商務(wù)等平臺(tái)，為大量消費(fèi)者定制生活用品、文體器具、工藝裝飾品等各類中小產(chǎn)品，激發(fā)個(gè)性化需求，形成一個(gè)數(shù)百億甚至數(shù)千億元規(guī)模的文化創(chuàng)意制造產(chǎn)業(yè)，并增加社會(huì)就業(yè)。4行業(yè)政策建議(一)制定3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，促進(jìn)其優(yōu)先發(fā)展建議將3D打印技術(shù)定位為生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意、工業(yè)設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造、電子商務(wù)及制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)，將該產(chǎn)業(yè)納入優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品目錄。在財(cái)稅金融政策上，鼓勵(lì)企業(yè)投資、研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用3D打印技術(shù)，支持3D打印設(shè)備的進(jìn)出口。(二)加強(qiáng)3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、行業(yè)協(xié)會(huì)建設(shè)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展積極引導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)、3D數(shù)字化技術(shù)提供商、3D打印機(jī)及材料研發(fā)企業(yè)和機(jī)構(gòu)、3D打印服務(wù)應(yīng)用提供商組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，利用有關(guān)學(xué)會(huì)、協(xié)會(huì)的平臺(tái)加強(qiáng)研討和交流，共同推動(dòng)3D打印技術(shù)研發(fā)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。促進(jìn)3D打印技術(shù)發(fā)展的市場(chǎng)建設(shè)，包括3D打印電子商務(wù)平臺(tái)、3D打印數(shù)據(jù)安全和產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制、3D打印技術(shù)及關(guān)聯(lián)項(xiàng)目投融資機(jī)制等，促進(jìn)產(chǎn)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(shù)水平設(shè)立3D打印產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)基金，重點(diǎn)推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)、軟件控制、打印裝置、材料技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)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(jī)效評(píng)估體系，鼓勵(lì)各研發(fā)主體探索不同的技術(shù)路徑。加強(qiáng)對(duì)3D打印產(chǎn)學(xué)研合作的支持，特別對(duì)實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)在市場(chǎng)銷售、推廣上給予政策支持。(四)加強(qiáng)教育