中国3D打印技术应用的现状及发展思路

张晶晶（山西农业大学信息学院，山西 太谷 030800）

中国3D打印技术应用的现状及发展思路

张晶晶
（山西农业大学信息学院，山西 太谷 030800）

近几年，由于科学技术的不断的发展，3D打印作为一种新型的快速成型制造技术，并受到国际上的普遍关注。在“第三次工业革命”的大背景下，其被赋予了神圣的使命，被看作是引发“第三次工业革命”的关键性因素。自20世纪80年后期问世以来，3D打印技术作为一项高新制造技术，一直引导着世界制造产业的发展趋势。所以发展3D打印产业，是提高我国制造技术在世界范围内的竞争力，提升我国产品开发水平的关键所在。本文依据目前国内外3D打印技术的发展现状，以及我国3D打印技术产业所面临的技术瓶颈，分析了我国3D打印技术未来的发展思路，为现阶段3D打印产业投资和技术开发研究提出一些建设性的想法。

3D打印；快速成型；产业发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.240

1　3D打印技术的原理

3D打印又称为“三维打印”，是指依据物体的三维实体数据，通过层层堆积原材料的方法来生产产品的制造技术。与传统去除材料的加工工艺完全不同，所以又被称为“增材制造”。作为一种综合性的快速成型技术，它包含了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的先进制造技术，具有很高的科技含量。加工过程中，首先对三维实体进行逐层扫描，根据分成的无数细小的界面，将原材料层层堆积起来，最终形成完整的三维实体造型，同时可以实现无需原胚和模具。运用3D打印，可以制造传统加工制作中，无法实现的复杂结构造型，不仅能够大大缩短加工周期，简化加工步骤，而且应用范围广，适用于大多数的生产领域和行业，能为企业有效地提高生产效率，降低企业的生产成本。

2　3D打印技术的现状分析

目前，随着3D打印技术的不断发展，已被应用于各个领域的生产制造中，其中包括航空航天、生物医学、消费品制造加工等领域。同时，随着3D打印的日渐成熟，其应用领域还在不断扩大，推动传统制造业的变革。

（1）航空航天：在航空航天领域中，3D打印的应用尤其广泛。众所周知，航空航天领域是一个高精密高标准的行业，产品加工生产要求可靠性高，结构复杂精密。如果用传统制造业技术进行生产，往往很难达到要求，甚至难以实现。而3D打印以其独特的加工制造特点，则相对容易实现。这将大大减少航空航天行业生产加工中人力、物力以及资金的投入，缩短生产周期，提高生产效率。

（2）生物医学：利用3D打印可以加工制造医学道具、模型、用品等，例如医疗设备、人体器官等。通过3D打印制作复杂的人体器官模型，供人体器官移植。这将极大的提高现代医疗技术，帮组研究人员解决医疗技术难题，而通过传统加工制造技术则难以实现。

（3）消费品制造加工：在新产品的研发设计过程中，利用3D打印可以快速地将研发人员的设计构想转化成产品模型，大大缩短产品的研发周期和降低研发成本，同时使企业能准确地把握产品研发定位。目前，3D打印在我国消费品制造行业中的普及应用已相当普遍，很多消费品生产企业的应用程度比较高。而使用传统的生产制造工艺，不仅需要制作加工产品所用到的模具，在生产过程中还存在浪费原材料，生产周期长的，资金消耗大的缺点。

3　我国3D打印技术发展面临的问题及应对策略

作为一个全球制造业的大国，我国却主要以基础加工制造业为主。在加工制造产业中应用3D打印普及的时间还比较短，技术应用水平低。与欧美发达国家的技术水平相比，我国还处于3D打印研发的初级阶段。虽然取得了一些进展，但依然存在众多的技术问题有待解决。

首先，政府部门缺乏对3D打印的规划和引导，尤其是在我国处于工业转型升级进程中，在发展智能化制造业的规划中，政府部门对于3D打印产业的发展整体规划和推广力度不够；其次，国家对3D打印产业的技术、资金扶持力度小。目前我国能够独立具备生产3D打印设备能力的企业数量不多，由于企业自身技术研发和资金能力有限，导致企业难以生产高精密，性能优良的3D打印设备，来满足国内企业加工生产的使用。所以，当前很多企业的3D打印设备主要依靠进口欧美发达国家的产品来满足生产需求。而对这些进口产品的维护和维修，都要依靠生产厂家技术援助和人员的支持，无形中增加了我国企业在生产制造中的成本费用，降低了企业的生产效率，不利于我国企业生产能力的发展。第三，在我国制造业领域中，3D打印产业的推广和技术培训服务缺乏，只有为数不多企业能够接受到先进制造理念的引导。很多企业没有认识到3D打印的应用对于促进企业生产加工制造的重要性，对这一新型制造技术在企业发展中的战略意义认识不够深刻，而且，政府部门缺乏完整有效的3D打印推广体系，让更多的企业认识和接受3D打印，这大大减缓了我国工业生产体制的转型步伐，降低了国内企业在国际市场中的竞争力。

针对，以上3D打印发展所面临的问题，我国应该加大对3D打印的研发力度，引进国外先进的研发资源，组成技术研发团队，不断提高我国3D打印产业的技术水平，缩短与欧美发达国家3D打印技术的差距。其次，对国内有意向应用3D打印技术的中小企业在生产制造过程中对3D打印的应用提供技术和资金的扶持，使企业的加工制造能力最大程度的实现生产智能化，达到先进的生产制造水平。第三，完善现有3D打印的推广体系，依靠大型展会、论坛研讨等形式普及3D打印的应用，引导那些对3D打印认识不够的企业引进新技术，为其提供从引进全技术和后期维护的全方位服务，解除企业在生产过程中的后顾之忧。

4　未来3D打印的发展思路

3D打印的在未来加工制造领域的潜力巨大，势必成为引领未来制造业的主流趋势。作为一项革命性的制造技术，虽然还存在技术不够成熟的问题，但是它对于未来生产制造技术的发展具有巨大的影响力。我们应该不断深入的探究和发展3D打印技术，使其更加成熟，更好地应用于现代加工制造业领域中，让其更有效的服务于我国的制造业。

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