3D打印技术的市场应用与发展趋势分析

郭洁

【摘要】3D打印技术乃世界第三次工业革命的代表性技术之一，给制造业带来了巨大的变革。近年来，国内外的3D打印技术蓬勃发展，在各个领域有着广泛的应用。3D打印技术从此解放了人们创造新产品所受到地限制，依靠3D打印技术可以将自己的创意变成真实的产品，从而催生了大量独立设计师及设计品牌，设计的社会化趋势将会打破以往设计组织的僵硬的结构划分。

【关键词】3D打印技术；市场应用；发展趋势

【中图分类号】TP334.8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）09-0276-02

曾经的第一次工业革命和第二次工业革命是以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志。当时是以其强大的生产力解放为基础的，彻底改变了当时西方发达国家甚至整个世界的面貌，有效推动了现代制造的历史进程。随着人类的不断进步，于20世纪80年代中期，3D打印机诞生了，它的出现又改变了人类历史中通过切割原料或通过模具成型来制造新的实体物品，3D打印机依据计算机指令，通过层层堆积原材料制造产品，是“增材制造”，这种技术将会让大规模的个性化生产和复杂精密的零件批量生产成为可能，同时推进全球制造业的“第四次工业革命”，3D打印产业将会是具有强大的竞争能力的新型产业。

一、3D打印技术概况

3D打印运用了不同的几种技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有耐用性尼龙材料、尼龙玻纤、橡胶、铝材料、石膏材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金类材料。基本原理是：首先在电脑中设计好或者通过扫描方式完成三维立体零件模型，依照空间某一坐标轴切成许多个一定厚度的剖面，切剖面的过程可以按微积分的思想去理解，然后通过打印机由下向上一层一层将每一剖面打印出来，再将剖面粘合起来，最后制造出所需零件的实体。可以概括为“分层制造、逐层叠加”的方式。工作的过程中，首先是在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散，接着喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，截至2012年底，著名的3D打印成型公司Stratasys的产品已经可以支持123种不同材料进行3D打印，打印速度方面，垂直可达到25.4mm/h以上。随着智能制造的进一步发展，3D打印技术将被推向更高的层面。

二、3D打印技术的市场应用现状

目前，在全球3D打印机行业，美国3DSystems和Stratasys两家公司的产品占据了较大的市场份额。我国3D技术的研发水平还存在着较大的差距。国内3D打印是从200年开始起步，在国家相关政策的引导和技术改进的支撑下，本技术在这几年处于高速发展时期。其应用加快了相关行业变化发展的步伐。我国在军工、航空航天、地理信息、医疗、消费电子与艺术品设計等众多领域都有使用3D打印技术。医疗领域，现在可以使用3D打印制造骨头、假牙、膝盖等骨关节技术；汽车行业，3D打印可以完成汽车零件的定型，再开模具，最后按照传统方法批量生产，可以使汽车开发成本大大降低；航空航天领域，可以使用3D打印技术减轻飞行器的重量同时能减少成本……3D打印发展前景广阔，但作为新兴产业，我国的3D打印还面临材料短缺、售价过高、应用不成熟的问题。比如：我国的3D打印面临耗材短缺，目前3D打印耗材原料仅有塑料、石膏、无机粉料、光敏树脂、陶瓷等价格较昂贵的材料，能生产这类材料的厂商很少，导致了3D打印耗材资源匮乏。

三、3D打印的未来发展趋势

随着智能制造，控制技术，材料技术，信息技术等不断发展和提升，这些技术也被广泛地综合应用与制造工业，3D打印技术也将会被推向一个更加广阔的发展平台。中国的3D打印产业仍处于起步阶段，并未实现在工业及个人消费领域大规模推广。对于正处于培育推广阶段的中国3D产业而言，政府的重视与政策扶持显得尤为重要。目前国内已有多省市成立了地方3D打印产业联盟，并在相关政策中提及要重点发展3D产业。教育部也正在制订方案，让3D打印机走进学校。此次《国家增材制造发展推进计划（2014-2020年）》的出台与落实，进一步明确了产业的发展方向，并在政策上给予更多的支持，将成为推动3D打印产业发展重要力量，进一步引爆中国的3D打印市场。未来，3D打印技术主要有以智能化、便捷化和通用化发展趋势。

四、结束语

3D打印技术的优势突显，该技术能快速打印新设计的样件，提高制造复杂零部件的能力，有效地缩短了新产品的研制周期，同时降低开发成本。面对着新的生产方式的变革，我们应加以重视3D打印这一新技术可能带来的制造业革命，深入分析全球3D打印技术的市场发展趋势，研究建立3D打印的基础理论和技术体系，积极探索和积累3D打印的市场运营和行业管理经验，积极有效地应对3D打印技术并使之为实现中国梦和实现中华民族的伟大复兴而服务。

参考文献

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