关于发展我国3D打印产业园的观察与思考

韩永奇

“月球家园”是痴人说梦吗 这只可想象而不可思议的事情如何变为现实 那就是3D打印（或称“增材制造”）！在地處我国的江苏有数幢3D打印的建筑拔地而起，让人唏嘘感叹3D打印的神奇，3D打印将“异想天开”转化成“实实在在”，由此可见其巨大的“魔力”。随着3D打印成为国内非常热门的产业，3D打印产业园在神州大地上如雨后春笋般地涌现。

上海、广州、重庆、青岛、渭南等地的3D打印产业园建设蒸蒸日上，从东南沿海到西部地区到处可以看到3D打印产业园的建设热潮，成为国家新兴战略产业中的一道亮丽风景线。当然，在一片3D打印产业园建设的热潮凯歌声中，也出现了一些不和谐的音符，有鼓励、有质疑，行业内外也发出了不同的声音。面对不同的声音，笔者认为，发展3D打印产业，建设3D打印产业园是贯彻落实《中国制造2025》、实施制造业强国战略的重要内容之一，是坚持创新驱动、智能转型的必然选择，有利于我国加快新旧动能转换、从“制造大国”向“制造强国”转变。但任何一项产业发展都要尊重现实和产业发展的规律，产业的集聚成园也要尊重客观事实和实际，3D打印产业园的建设和发展也是如此，绝不能一蹴而就，更不能一叶障目，不识泰山。

1 国内3D打印产业发展

3D打印的横空出世，为制造业带来了新的生机和活力。源于它把计算机数字技术与可粘合材料有机地结合起来，以数字建模，粘合材料叠加，逐层打印来实现产品制造。这种快速成型技术直接变三维设计为实物产品，以精度高、节省材料、自动快速等特点受到了制造业的欢迎与关注。3D打印不仅运用在模具制造与工业设计，还在航空航天、汽车工业以及建筑工程和施工等领域大显身手。其运用在医疗特别是牙科，为人们健康保驾护航。在鞋类以及珠宝等领域显示了它特有的价值。这项新兴技术以其独特的应用价值和宽泛的领域凸显了其美好的前景。国外早在19世纪末产生了3D打印的思想萌芽。3D打印起源于美国，发展在20世纪80年代。从2009年起，3D打印在国外得到突飞猛进的发展，以每年20%以上的速率增长，就市场规模来看，全世界3D打印在2009年仅有10.69亿美元，而到了2012年就实现了22.04亿美元的市场规模，其增速令人惊愕，2013年以40亿美元的市场规模和高达81.49%的增速更是让人瞠目结舌。尤其是近年来全世界对3D打印的研究与应用再次掀起热潮。美、日、德等国家率先走在3D打印的前列，在研究和应用领域上进一步拓宽，如美将3D打印应用到太空探索，太空制造已经变为现实；日本以松下为代表纷纷投入到3D模型制造；德国以EOS为代表的公司也不惜人力、财力、物力投入3D打印，有力地促进了汽车工业的发展。

我国研究3D打印技术晚于国外，始于20世纪90年代，起步虽晚但发展形势不错，形成以大学、科研单位和科技型企业为主的3D打印生力军，如北京隆源自动成型系统有限公司、华中科技大学、西安交通大学、清华大学等。国内3D打印在家电及电子消费品、医疗及牙科正畸和模具检测、文化创意及文物修复、航空航天和汽车及其他交通工具等展开应用，各项专利技术层出不穷。近年来，我国经济进入新常态后，传统产业的转型升级迫在眉睫，3D打印为中国制造向中国“智”造的转型找到了突破口。

2 国内3D打印产业园现状

国家扶持政策的出台，科研院所和企业对于3D打印的及时跟进，促进了3D打印产业发展和3D打印产业园建设。我国3D打印产业园在中西部地区萌芽，领先于东部发达地区。陕西渭南依托西安大学科技人员和学术科研资源集聚的优势，早在2014年9月就开始建设3D打印产业园，加快研发推广应用3D打印。依靠西北工业大学和西安交通大学开展产业协同创新，以研究推广金属材料3D打印技术为主的“陕西增材制造（3D打印）研究院”就是与西北工大联合建设，还有快速制造国家工程研究中心与西安交大共享，研发推广应用非金属领域3D打印技术，对西安交大医学矫正设计制造等成果进行转化。目前，渭南3D打印产业园建成3D打印产业培育基地有标准厂房6万m2、孵化器2.3万m2，创业公寓0.5万m2，入驻企业包括陕西增材制造研究院以及7个平台中心（即创新创意与激光成型和成果孵化以及医疗康复等），生产订单涉及科普教学、医疗卫生、航空航天等。渭南3D打印产业园是国内第一家国家级产业园。

广州荔湾3D打印产业园开园伊始就有8家3D打印企业入园。浙江萧山湘湖新城·闻堰街道被人称为“3D小镇”，有2.9km2规划区，核心区、拓展区和配套服务区。核心区是以研发、制造等为主的3D产业总部，拓展区主要在电子信息和汽车零配件等产业领域，配套服务区显而易见就是服务。上海松江新兴产业园其实是沪3D产业集聚地，被人称为“上海3D产业园”，有诸如斯棱曼激光科技公司这样的全球知名外资企业，还有像联泰科技这样的国内3D打印优秀企业等20多家落户。在重庆永川建立的3D打印快速智造创新中心，这家全国3D打印数字智造产业化示范基地目前已经吸引96家企业和专业研究机构入园大显身手，这里的3D打印技术主要用来发展机器人及智能装备产业。珠海、成都、昆明、郑州、南昌、青岛、济南、烟台以及福建等地热衷起3D打印产业园投资建设。从借鉴模仿到自主创新，从研究课题到成果项目产业化，从天女散花落地生根到产业集聚成园区，短短几年光景，中国3D打印产业发展速度让世界刮目相看。

3D打印产业自从2013年以来就在一片热捧中向前发展。多地政府针对3D打印产业园出台的政策、扶持资金、土地以及配套等，为投资者吃了定心丸，资本的热情拥抱，企业的疯狂跟进，3D打印技术产业创新中心也纷纷亮相。《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》发布更是如虎添翼，《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》提出：“增材制造（即3D打印）产业销售收入要实现年均增速30%以上的快速增长，形成2～3家具有较强的国际竞争力企业。”3D打印产业园建设进入了“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”之境地，国内3D产业蒸蒸日上、欣欣向荣，进入一个发展的新时期。

3 国内追捧3D打印技术产业的原因特点与存在问题

3.1 国内3D打印技术产业受捧的原因

一项起源于美国20世纪80年代的技术，为什么历经30年后在国内受到热捧？说到底，利益驱使是关键，利益和前景是驱动力，是众多地方投资3D打印技术产业根本原因增材制造是对传统“等材、减材”技术的一种颠覆，“增材制造”技术的问世，彻底颠覆了传统加工模式，由减材到增材是制造业的技术革命，传统部件制造一般需要浇铸、切削和组装等程序，要有原胚与模具，3D打印技术只是将材料层层叠加，用如打印机样的机器将产品打印（生产）出来。浙江大学台州研究院3D打印项目负责人的林凯说：“原先一个产品直接开模要几千甚至上万元，一旦产品不满意，还要重新做模具。现在水泵企业购买整套3D打印设备也就2万元左右，用3D打印技术制造一整套家用水泵，也只要八九百元的成本。”曾经以“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获国家技术发明一等奖的北京航空航天大学教授、中国3D打印技术产业联盟理事长王华明说：“中国商飞C919的主风挡窗框，在国外订购周期至少2年，仅磨具费就需1 300万元，而用我们的激光成形技术，时间不到2月，成本仅120万元。”这样的产业无不充满着商机和诱人的利润。

3D打印应用领域进一步开拓，在汽车零部件、重大装备、航空航天、生物医学、文化创意等已大显身手，应用领域的扩大决定其有良好的市场效应，其美好的前景决定了行业未来。有关机构数据表明，2017年全球3D打印市场约有60亿美元的规模，到2020年3D打印成品将占产品生产总量的50%。笔者预期，2019年，随着新旧动能转换的加速，3D打印产业将会迅速发展，国内3D打印产值将增加到100亿元，世界最大的3D打印市场将会在中国出现。3D打印也将成为最炙手可热的朝阳产业。随着3D打印在关键技术上的突破以及新一轮世界数字化制造浪潮的到来，3D打印技术将会更加受到重视。

3.2 国内3D打印技术产业园发展的特点

观察分析国内3D打印技术产业园发展的特点，主要表现在以下方面：

一是中西部地区建园行动早于沿海发达地区。如陕西渭南是最早依托西北工大与西安交大而建园的城市，还有成都、武汉等依托高校等也都建设了3D打印技术产业园，起源于中西部，而后发展到东部等其他地区。3D打印技术产业园在民间推动的同时，政府成为建园的主导者和推动者。

二是投资的主体为大学科研院所、科技型企业和上市公司。如西安交通大学、西北工业大学、华中科技大学（以下简称“华中科大”）、清华大学、北京航空航天大学、武汉滨湖机电技术产业有限公司、西安铂力特激光成形技术有限公司等。西安交大、华中科大和清华大学等是我国的3D打印技术发源地，高校的校办企业是相关技术转化的载体。研发人才济济的大学和科技企业充分利用自身人才研发优势投入3D打印技术产业，而上市公司则以自己在资本市场募集资金的优势来入园发展；金运激光等37家上市公司具有3D打印概念，具有资金、资源的上市企业投资3D产业十分明显。

三是桌面级市场较为火热，进入大部分园区里大都是桌面级等低端产品，技术含量相对不高的桌面级受到国内欢迎，出现了低水平重复建设等问题。

3.3 存在问题

从园区目前的运作来说，问题主要是：

一是3D打印技术成熟度有待提高，资金、人才仍然是瓶颈，设备商品化、材料国产化、项目产业化仍然是发展的关键，相关配套技术（指配套3D打印技术）配套设备精度等有待进一步研发完善。从研发到工业化运用尚需时间，产业化依然有一定的困难和风险。

二是低水平重复建设突出，每个产业园千篇一律。由于各地受政府政策激励，3D打印一哄而起，项目雷同，低端技术含量不高的现象突出，工业应用领域亟待拓展难，与传统工业工艺的融合起来难等。短板如工业级设备层面这些薄弱亟待突破的事却没认真的去做。如打印的稳定性、精度等等。还有原材料研发、自动化控制等一些实际应用中的共性问题亟待破解。

三是缺乏协调组织，产业发展以及产业园建设较为散漫凌乱，一盘散沙、缺乏协作、团结精神，有些技术资料信息相互保守、无法共享，全国性的公共技术共享平台亟待建立。产、学、研结合松懈，使很多成功难以产业化，多部门、各行业、各园区、企业间的协调配合度有待采取切实措施进一步提高。

4 关于国内发展3D打印技术产业的思考

4.1 正确认识并处理好发展3D打印技术产业园的各种矛盾与问题

谈到国内3D打印发展与园区建设，西北工业大学凝固技术国家重点实验室林鑫教授说者：“目前全国至少有数十个地方与他们联系，希望到当地去建中心、设园区，大有‘一哄而上之势”；而华中科大材料成形与模具技术国家重点实验室史玉升教授也表示：“全国到处都搞3D打印工业区、产业园，甚至有些乡镇也要建3D打印产业园区，这就热得过了头了。”尽管3D打印技术产业在我国发展十分迅速，也得到了很多企业和各地政府的关注，尽管各地都把建设3D打印技术产业园作为新旧动能转换的重要内容，出台若干优惠政策支持，各路资本也争先恐后的进入，但要看到3D打印技术产业在我国仍然处于初级阶段，其发展的过程中还有不少问题，成果亟待研发推广，与工业的传统工艺結合的瓶颈亟待破解，应用市场亟待培育，成果亟待产业化，低水平重复建设亟待遏制。等等问题都需要时间来解决。虽然各地积极上马产业园，但进入园区的大都是低端的雷同的产业，价格竞争日益突出，利小本大的苗头出现，低端产品打起了价格战，这样势必将带来灾难性的后果。拔苗助长般的发展建园必然带来基础的不牢，将影响我国3D打印技术产业的未来。所以，要正确认识和处理好良好前景与现实瓶颈之间、先进的3D打印技术与工业传统工艺之间、研发成果与产业化困扰等诸多矛盾，不攀比、不盲目、不浮躁、脚踏实地，让3D打印技术产业在我国新旧动能转换中发挥好其应有的作用。

4.2 抓好公共技术创新平台建设，以学研产融为一体推动园区发展

实践证明，3D打印一些关键问题其实也都是多家3D打印企业甚至是所有3D打印企业所面临的共性问题。3D打印技术应用中的共性问题制约着其产业化，也对于3D打印园区建设与发展埋下了“地雷”。笔者了解到，在园区之间、企业之间，联合攻关的少，都是各搞各的，没有将产业化中的共性技术的突破作为头等大事，各顾各现象不仅带来了资源和资金浪费，而且也带来了信息、人才等不能很好的共享。要解决这些问题，就要高度重视公共平台建设，既要凝心聚力抓好公共研发，又要针对产业化中的共性问题进行联合攻关。政府要在公共平台建设上发挥主导作用，以政府力量来号召聚集各路资本投资公共平台，以“谁投资、谁收益；投入多、收益大”等理念，把一个个企业引导聚焦到公共平台的建设上来。要改变各自为政、单打独斗的局面，大力支持产学研结合，组建3D打印产业联盟，要以联盟来促进产学研结合，以共性技术的联合攻关来发展3D打印技术产业，实现资源、信息、人才、技术等方面的共享，推动3D打印技术产业园的健康发展。

4.3 切实加强组织协调，规范引导好3D打印产业发展和园区建设

尽管我国3D打印产业发展和园区建设在不断地取得进步，但也存在着布局不合理、产业规划凌乱、园区发展不平衡、政策设计不足、企业的主体主导作用发挥不够等问题，尤其是园区低水平重复建设、没有健全的统一协调管理体系等等将影响着我国3D打印产业的健康发展。如何让有限的研发和园区建设投入激发出来更强烈的发展动力？关键是创新体制机制，强化统一协调管理，把材料行业、软件开发以及打印设备制造业有机统筹起来，拓宽应用市场，壮大3D打印产业。3D打印产业园区建设要克服浮躁和急功近利思想，要结合当地实际和资源统筹安排，绝不能好大喜功、遍地开花、分散投资、浪费资源；国家要以产业政策和规划来遏制低水平重复建设，克服盲目投资，促进材料供应商的专业化、应用领域多元化、研发成果的商品化、3D打印产业链一体化、3D打印产品和装备的标准化、3D打印产业园区建设的国际化。