2014世界3D打印技術產業大會暨博覽會19日至22日在青島舉行，來自全球12個國家和地區的110多家3D打印企業和1200多名專家、代表出席本次大會。從會上的情況來看，中國3D打印市場前景廣闊，但是與國外差距較大，并且發展面臨三大瓶頸制約。

       3D打印技術應用前景廣闊

       近年來，3D打印技術作為一項前沿性的先進制造技術，逐漸成為熱門詞匯。據世界3D打印技術產業聯盟秘書長羅軍介紹，從上世紀80年代開始，3D打印技術走過了30年的歷程，在技術研發和生產方面已初具規模，同時也逐步打開了市場。
       3D打印技術是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。與傳統制造業通過模具、車銑等機械加工方式對原材料進行定型、切削以最終生產成品相比，3D打印大大降低了制造的復雜度。美國《時代》周刊將3D打印列為“美國十大增長最快的工業”，英國《經濟學人》則認為其將“與其他數字化生產模式一起推動實現第三次工業革命”。
       世界3D打印技術產業聯盟的數據顯示，2012年，世界3D打印業的產值是120億—130億元，國內約為10億元；2013年，世界3D打印業產值30多億美元，國內3億美元；今年全球規模有望突破60億美元，國內產值達6億美元。預計2016年，全球規模將突破100億美元，國內100億元。2020年前，3D打印技術將全面實現產業化。
       與會專家普遍認為，3D打印雖不能替代傳統制造業，卻是傳統制造業的有益補充。中國早已成為全球制造業第一大國，但制造業長期積累的深層次矛盾日益突出。3D打印被譽為開啟第三次工業革命的重要組成部分，是高端制造業實現的手段之一。3D打印技術的不斷成熟，能夠推進中國產業結構調整的步伐，提升制造業水平。
       目前，3D打印技術已在工業設計、模具制造等諸多領域得到廣泛應用，也正朝著消費品制造、功能零部件制造、組織與結構一體化制造等領域加速發展，展現出廣闊的應用前景。3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何模具，可以有效地大幅降低產品原型成本，縮短周期。此外，3D打印能夠幫助企業更好、更快的生產結構復雜的產品，能夠提升產品價值并實現整體成本的下降。

       3D打印發展面臨三大瓶頸

       3D打印技術的出現，帶給人類一種全新的生產方式，挑戰了傳統工業整體格局和規模化生產方式理念。但是目前3D打印技術發展面臨材料、成本、規模經濟等三大瓶頸，在短期內難以解決。
       第一，材料瓶頸。山東尤尼公司總經理王紅說，耗材對3D打印技術應用和發展起決定作用，當前3D打印技術已經超前了材料。目前應用于3D打印的耗材非常有限，市場上現有的耗材多為PLA(生物降解塑料聚乳酸)、ABS樹脂、橡膠、石膏、塑料、可粘結的粉末顆粒等，進口材料價格居高不下。并且，多數耗材主要應用于模型、玩具等輕工業民用產品領域，離汽車、航空等領域還較遠，盡管有部分金屬耗材應用，但是規模化生產、材料配比等都是問題。
       第二，成本瓶頸。目前3D打印成本較高，主要由于設備成本處于較高水平。美國3D Systems公司的章群介紹說，目市場主要的3D打印機前主要分為三大類:第一類是個人級(桌面級)，體積較小，操作容易，價位在1300美元至2萬美元之間；第二類是專業級，價位為2萬美元到35萬美元，主要應用于工程技術人員，包括中小企業、大公司部門級的工程師、設計師；第三類是生產類，價格在25萬美元至95萬美元間，這類打印機是當今3D打印行業里面要求最高的，一般用于航空航天、醫療、汽車等領域。
       除了3D打印機的價格居高之外，單個商品的制造成本依然得不到解決。使用3D打印機制造商品，沒有規模經濟的紅利，使單獨制造一件商品的成本，遠高于規模制造成本。3D打印前期需要大量投資，而資本回報率不夠樂觀，很難吸引資本力量大規模加入。此外，3D打印速度較慢，打印一件較為復雜的產品往往需要數日甚至數月時間。
       第三，規模瓶頸。3D打印推廣還面臨著傳統格局制約。傳統制造業的大規模生產優勢在于重復制造與標準化，而3D打印則有利于個性化與定制化。目前的需求聚合是以規模化為主的，普通企業和個人要依據個性化和定制化完成需求聚合非常困難。

       中外差距短期難消弭

       美國和歐洲在3D打印技術的研發和應用推廣方面處于領先地位。數據顯示，按國家進行統計，面向工業的3D打印機設備臺數，美國占38%，位居第一，其次是日本，占9.7%；第三位德國占9.4%，第四位中國占8.7%。
       美國是3D打印技術和應用的領導者，政府的重視是美國3D打印發展迅速的重要支撐。2012年，美國總統奧巴馬針對美國制造業提出了一系列發展方案，將3D打印列為11項重要技術之一，并聯合研發機構、高等院校、制造商，建立了“國家增材制造”創新中心，引進大量人才從事研發生產工作。目前，美國3D system和Stratasys兩家公司的產品在全球占據大部分市場份額。GE公司在航空發動機領域也已經實現了突破，去年正式宣布，3D打印的燃油噴嘴通過航空標準認證，即將裝配到下一個型號的發動機上面。
       歐洲也十分重視對3D打印技術的研發應用。德國的EOS也是世界主要工業級3D打印機供應商，目前在全球銷售超過1500多套設備，在全球工業級設備市場中所占份額最大。
       相比之下，3D打印在中國還處于初級階段，與國外存在較大差距。從發展情況來看，3D打印目前仍停留在“高級玩具”階段，工業應用則局限在模具制造，并沒有實現成熟的產業化。
       在設備生產方面，中國生產的三維打印機裝備功能已經接近國際同行水平，差距主要體現在裝備的可靠性和材料研發上。羅軍舉例說，國內部分三維打印機的關鍵器件如激光頭等需從外國進口。中國雖已有幾家企業能自主制造3D打印設備，但企業規模普遍較小，研發力量不足。在加工流程穩定性、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具體環節，存在較大缺陷，難以完全滿足產品制造的需求。此外，中國在材料質量和品種上還遠不如美國、德國豐富，許多用于研發的實驗材料仍需進口。
       更大的差距還體現在應用上。在國外，三維打印技術已經在新產品開發、生物醫療、航空航天等方面有較多應用，而中國還局限于模具模型、文化創意產品等少數領域。清華大學教授顏永年說，中國3D打印行業依然沿用了傳統制造業商業模式的老路——生產設備賣設備，先把設備生產出來、推銷出去，而不管市場和用戶的需求。
       從整個產業角度來看，由于缺少龍頭企業的帶動作用，政府也沒有針對性的扶植措施，整體產業體量還較小；另一方面中國制造業還處于粗放形式，各個環節對3D打印技術帶來的沖擊認識還不足，接受度較低。
       羅軍認為，3D打印一定要從應用入手，抓住用戶的需求，以需求來帶動應用。產業行業的需求，能進一步推動三維打印技術的改進和完善。