3D打印技术对我国传统制造业的影响

余秀艳

（黄河交通学院，河南 武陟 454950）

3D打印技术对我国传统制造业的影响

余秀艳

（黄河交通学院，河南 武陟 454950）

文章对3D打印技术的定义、材料和打印原理等进行了简单的介绍，分析了目前我国传统制造业的现状，认为3D打印技术为中国制造业的转型升级开拓了新思路，并对目前3D打印技术在应用中存在的问题进行了分析。为实现我国由传统的“中国制造”转向“中国创造”，我们要利用好以3D打印技术为代表的新技术。

3D打印；原理；制造业

先进制造技术AMT这一概念是由美国于20世纪80年代末提出的。它以提高制造企业综合利益为目的，强调实用性，被认为是提高制造业竞争能力的主要手段，对整个国民经济的发展影响深远。3D打印技术是先进制造领域中，综合了电气、液压、光学、计算机、新型材料等多学科的增材制造、快速成型技术。

3D打印技术，属于新一代绿色高端增材制造，与机器人及智能制造一起进一步推动了全球数字化制造技术的发展。3D打印在日常生活和工业领域的应用不断扩展，各种新的技术和发明让人们产生无限联想。3D打印的发展带来巨大需求和无限商机，也给工业制造技术带来了新的课题和挑战。

1 3D打印技术概述

（1）定义:3D打印（Three Dimensional Printing）即三维打印，享有“具有工业革命意义的制造技术”的美誉。该项技术通过相关的计算机软件，先把需要在现实中构建的立体模型通过计算机设计出来，之后利用3D打印机把各种固体材料（如粉末化材料、液化材料、丝化材料等）“打印”成最终需要的成品。该工艺由美国MIT研究成功，Z.Coop.等公司商品化。

（2）打印材料。3D打印工艺技术有多种方法，彼此的区别在于可用的材料的方式不同，并通过不同层构建创建部件。3D打印材料目前以有机高分子材料和金属两大类为主。

（3）打印原理。3D打印技术的本质是利用“材料堆积”的原理进行三维实体零件的制作，将复杂的计算机三维模型“切”成一系列设定好厚度的切片层，从而变为简单的二维模型进行打印，然后层层叠加。切片是将模型以片层的方式来描述，片层的厚度通常和打印机硬件设备性能和软体性能以及打印原材料的特性共同决定，无论多么复杂的模型，对每一层来说就是简单的矢量扫描，

2 我国传统制造业的现状

制造业是国民经济发展的基础和支柱，在制造业蒸蒸日上的同时，我们仍需认清现状，只有认清现状，才能清楚地看到症结所在，从而走出一条有中国特色的现代制造业之路。

（1）科技研发能力弱，创新不足。在2015米兰世博KIP馆“中国制造到中国创造世博高峰论坛（CWB论坛）”专家指出在产品价值方面，我国的产品组装与关键部件与国外存在着很大的价值差距。目前，许多产业的关键部件被外资掌控，中国制造业企业在制造业产业链中仅赚取组装的价值。

（2）产能过剩。自2011年起，中国超越美国，成为全球第一制造业大国。但是，中国制造业也有自己的问题，其中产能过剩将可能成为将来发展中的隐患。国家统计局近期公布的数字显示，2015年2月CPI（消费者物价指数）环比上涨1.2%，同比上涨1.4%；PPI（工业生产者出厂价格）环比下降0.7%，同比下降4.8%。PPI降4.8%，表明制造业通缩严重，显示中国经济还在继续下行。

（3）劳动力成本上升，人力资本逐渐增加。调查显示，近年来，机械制造、电子装配、食品加工、商业服务行业用工缺口较明显，尤其是制造业等劳动密集型企业的用工需求量大，缺口较大，用工荒现象较明显。

4 3D打印技术应用中存在的问题

3 3D打印技术中国制造业转型升级的新出路

3D打印具有生产周期短、节省加工材料、加速产品研发进度等特点，在加工复杂结构部件、钛合金等难加工零件方面具有较大优势。3D打印对于我国制造业来讲，提供了新的发展出路，主要体现在以下几个方面。

（1）优化工业设计理念，催生创新。3D打印技术出现以后，有效地简化了绘图、模型制作程序，只要将程序代码输入3D打印机内，轻轻按下按钮，就可以直接获得想要的产品模型或配件模型，有效缩短整个工业设计的时间，对提高工业设计质量，推动创新具有重要的作用。

（2）可以缓解中国的产能过剩问题。通过3D打印技术我们可以在摸清市场需求的前提下对产品进行个性化的“打印”，这样不但可以有效的减少行业的产能过剩问题，还可以实现很好的销售效果，解决产品积压的窘境，也能在一定程度上激发中小企业的创造热情，发挥他们的优势。

（3）降低生产成本、减少人力成本。传统制造技术以消减为主，而3D打印的原理是通过增材的方式实现机件的成型，这样既不浪费材料，又可以快速、精密地制造出各种结构冗杂的产品。

对于3D打印机而言，造型复杂的物体和最简单的立方体、圆柱体是一样的，而且材料更节省。可以方便快捷并精确地制造造型复杂的物体，这就是3D打印的最大优势。与所有的新技术一样，3D打印技术在其应用推广过程中也存在着软肋，主要表现在打印成本太高、不具备规模化生产优势、使用材料比较单一等方面。3D打印技术的这些缺陷限制了3D打印技术的应用范围。

5 结语

总之，我国制造业要发展，必须加强人才培养，合理规划发展战略，改善教学体系，抓住经济全球化带来的国际产业分工调整重组的机遇，提升我国制造业的竞争力。为实现我国由“中国制造”迈向“中国创造”，我们不但要借助信息技术手段营销还要借助信息技术手段生产出更具竞争力的产品。我们要充分利用好以3D打印技术为代表的先进制造技术。

[1]赵云龙.先进制造技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术产业，2012，26（233）.

The Influence of 3D Printing Technology to Chinese Traditional Manufacturing Industry

YU Xiu-yan
（Huanghe Jiaotong University，Wuzhi，Henan 454950，China）

In this paper,the definition,the materaland principle of 3 d printing and so on has carried on the simple introduction,analyzed the present situation of our country's traditional manufacturing,see 3 d printing technology for the transformation and upgrading of China's manufacturing industry opens up a new way of thinking,and the current problems existing in the 3 d printing technology in the application are analyzed.In order to realize our country from the traditional"made in China"to"created in China",we should make good use of new technology represented by 3 d printing.

3D printing；principal；manufacturing industry

TH16

A

2095-980X（2015）02-0065-01

2015-01-14

余秀艳（1985-），女，河南林州人，硕士研究生，教师，主要研究方向：机械制造及其自动化。