隨著經濟（jì）全球化和知識化進程日趨（qū）加（jiā）快，製造業已（yǐ）從單純的工業時代的離散（sàn）型傳統製造向全球化（huà）時代的綠色、智能型先進製造業轉變。作為（wéi）一項可能使全球製造業麵目一新的新興技術和第（dì）三次工業革命的重要標誌，3D 打印製造技術發展迅速，並廣受（shòu）重視。3D 打印製造技術可能從根本上（shàng）改變全球供應鏈，徹底（dǐ）影響全球製造業的生產方式，並對當前我國產業發展和結構轉（zhuǎn）型造成（chéng）深刻影響。

      1 第三（sān）次工業（yè）革命與3D 打印製造（zào）技術

      第三次工業革命也被稱作新工業革命，美國著名未來（lái）學家傑（jié）裏米·裏夫（fū）金( Jeremy Ｒifkin) ［1］所著《第三次工業革命: 新經濟模式（shì）如何改變世界（jiè）》一書中稱，互聯網與新能源的結合將會產生新一（yī）輪工業革命，使全球技術要素和市場要素配置方式發生革（gé）命性變化，這將是人類繼19 世紀的蒸汽機和20世紀的電氣化之後的第三（sān）次工業（yè）革命。第三次工業（yè）革命以光電（diàn）效應和信息網（wǎng）絡理論（lùn）為基礎，以（yǐ）“綠色能源”和“雲技術”為基本標（biāo）誌。它將會深刻影響經濟的（de）生產方式，重組產（chǎn）業格局和競（jìng）爭格局; 它也將深（shēn）刻改變人們的生活方式和社會組織形式，並帶動一係列的變革。第三次工業革命具有把綠色能源（yuán）作為“血（xuè）液係統”、把信息網絡作為“神經中樞”、把“三維製造” ( 3D 打印) 作為生產模式的突破口、把“分布式”作為格局的重組特（tè）征［2］。

      3D 打印（yìn）製（zhì）造技術是指依據（jù）計算機的三維設計和三維計算（suàn），通過軟件和數控係統將特製功能材料逐層堆積固化（huà）的成形製造技術，與過去通過零件拚裝及切割、焊接技（jì）術製造產品（pǐn）的（de）傳統製造業有很大不同。它起（qǐ）源於上世紀80 年代出現的（de）快速原型製造技術，也被稱之為堆積製造、增材製造、增量製造，是生產模式（shì）在製造業發生（shēng）的巨大變化，是一種全新的製造（zào）方式（shì）。2012 年英國《經濟學人》雜誌［3］在《第三次工業革命》一文，以及由胡迪·利普森（sēn）( Hod Lipson) 等［4］所著《3D 打印: 從想象到現實》一（yī）書中，都將3D 打印（yìn）製造技術作為第三次工業（yè）革命的重要（yào）標誌，並指出（chū）盡管仍有待（dài）完善，但3D 打印技術市場潛力巨大，作（zuò）為傳統製造業向智能化、數字（zì）化製造業不斷演進的階段，其勢必成為引領未來製造業趨勢的眾多突破之一，並推動新業態、新模式（shì）、新機（jī）製、新技（jì）術和新領軍（jun1）人物的異軍突起。

      2 國際3D 打印製造（zào）技術發展的趨勢

      2. 1 各國重視3D 打印製造技術的研（yán）發，美歐處於領先地位

      美國在2009 年發布添（tiān）加製造技（jì）術發展路線（xiàn）圖，在2011 年出台“先進（jìn）製（zhì）造夥伴關（guān）係計（jì）劃”，2012 年奧（ào）巴馬在卡內基梅隆大學宣布創立美國“製造（zào）創新國家網絡”計劃，由美國聯邦政府和工業部門共同出資（zī）10 億美元，遴選出製造領域（yù）15 項前沿性（xìng）、前瞻性的製造技（jì）術，成立15 個製造創新中心，以全麵提升美（měi）國製造業競爭力。經過5 個多（duō）月的論（lùn）證，“增材（cái）製造技術”被確定為（wéi）首個製造業創新中心主題，並建立了“國家增材製造創新研究院”，同時在全國600 個國家實驗室推動3D 打印技術的研發，意在未來的10 年時間替代世界50%左右的傳統產品。歐洲研究人員和企業領導者也將添加製造（zào）技術（shù）視作一種重要的新（xīn）興技術，大學、企業和政府之（zhī）間建（jiàn）立（lì）了多個添加製造技術聯盟，有些甚至是跨國的聯盟。此外，澳大利亞近期製定（dìng）了金屬3D 打印技術路線，南非正在扶持基於激（jī）光的大型（xíng）3D 打印機的開發。

      2. 2 3D 打印製造技術的工藝裝備從高端昂貴向產品係列（liè）化、專業化、普及化方向發展，行業巨頭正在（zài）加速崛起

      裝備是3D 打印製造技術的核心（xīn）之一，目前歐美及日本在該領域處於世界領先水（shuǐ）平，同時國際3D 打印（yìn）裝備製造業正處於迅速的兼並與整合過程中（zhōng）。在全球3D 打印機行業，美國3D Systems 和Stratasys 兩家公司的產品占據了絕大多數市場份額，其中3DSystems 公司是全（quán）世（shì）界最大的快速成型設備（bèi）開發公司，於2011 年（nián）11 月收購（gòu）了3D 打印技術的最（zuì）早發明者（zhě）和最初（chū）專利擁有者Z Corporation 公司; Stratasys 公司於2011 年宣布與美國惠普公司合作生產3D 打印機，2012 年4 月與（yǔ）以色列著名3D 打印係統提供商Objet 宣布合（hé）並。在此領域具（jù）有較（jiào）強技術實力和特色的企業/研發（fā）團隊還有瑞典的Arcam 公司( 三維金屬直接製造) 、德國的EOS 公司( 激光束三維製造)和荷蘭（lán）的Shapeways 公司( 基（jī）於客戶定製需求製造) 等。

      2. 3 3D 打印製造技術（shù）的產業鏈形態正（zhèng）在形成，未來發展潛（qián）力巨大

      隨著信息、材料（liào）和生物（wù）領域技術的快速發展，3D 打印製造技術已在航空、航天、汽車、生物、電子（zǐ）等領域的器件（jiàn）製造過程中進行（háng）了（le）驗證性應用。據美國專門從事添加製造（zào）技術（shù）的技術谘詢服務協會（huì）Wohlers［5］發布的《Wohlers Ｒeport 2011》統計，全球3D 打印產（chǎn）業產值在1988—2010 年間保持著26%的年均增（zēng）長速度，2010 年3D 打印製造的全球（qiú）產業（yè）規模為20 億美元左（zuǒ）右; 並預計到（dào）2020 年，市場規模將達到108 億美元。就全（quán）球的裝機數量（liàng）而言，北美（měi）和（hé）歐洲分別占全球裝機數量的43% 和30%，亞太地（dì）區占23%。目前全球3D 打印製造技術發展速度較快（kuài），歐美國家已經逐步形成了（le）包含材料製備、相關軟（ruǎn）件、工藝、裝備、管理及創意服務（wù）和應用的相關產（chǎn）業鏈。預計在（zài）未來10 年（nián），3D 打印製造技術的應用範（fàn）圍不斷擴大，產業規模將會較快增長。

      3 我國3D 打印製（zhì）造技術發展現狀

      3. 1 我國已形成3D 打印製造技術的研發力量，並研發了3D 打印的相關工藝和裝備

      20 多年來，我國在多項科研計（jì）劃中對3D 打印製造技術進行了持續支持，建成了華中科技大學（xué）材料成形與模具技術國（guó）家重點實驗室、西安交通大學快速製造國家工程研究中心（xīn），形成（chéng）初步研發基礎（chǔ）。其中，華中科技大學（xué）的選擇性激光燒結技術在（zài）玉柴、東風汽車等公司的發動機鋼鐵（tiě）缸（gāng）蓋等複雜鑄件蠟模和砂型（xíng）快速製造中進（jìn）行了應用，提升了企業發動機（jī）的自主研發（fā）能力; 西安交通大學利用光固化成形方法製作飛機風洞模型，促進了飛機創新設計與開發;北京航空航天大學（xué）和西北工業大學利用激光燒結成形技術製造出鈦合（hé）金飛機大型結構件，在C919 機頭的樣機/樣（yàng）件中得到了應用，並且北京航空航天大學王（wáng）華明團隊研（yán）發（fā）的“飛機鈦（tài）合金大型複雜整（zhěng）體構件激光成（chéng）形”技術成（chéng）果獲得2012 年國家科技發明一等獎，代表著增（zēng）材製造技術和（hé）重（chóng）大裝備高性能關鍵金（jīn）屬構件製造技術的（de）國際戰略（luè）競爭製高點［6］。

      3. 2 我國成立3D 打（dǎ）印技（jì）術產（chǎn）業聯盟和技術創新中心（xīn），推動3D 打（dǎ）印技術在（zài）我國的產業化、市場化進程我國工業和信（xìn）息化部積極推動3D 打印（yìn）技術的（de）產業化，並著手製定3D 打印技術（shù）發展路（lù）線（xiàn）圖（tú）和中長期（qī）發展戰略，推（tuī）動3D 打印技術規範與標準製定。為推動（dòng）我國3D 打印技術產業化（huà）、市（shì）場（chǎng）化進程，促進3D打印技術與傳統製造技術的有機（jī）結合，2012 年10月，亞洲製造業協會聯合華中科技大學、北京航空（kōng）航天大學、清華大（dà）學（xué）等科研機構及相關企業成立“中國3D 打印技術產業聯盟”，從平台、標準、投融資等方麵推進我國的3D 打（dǎ）印技術產業化。2013年3 月，中國3D 打印技術創新中心在南京成立，為積聚3D 打印技術上下遊資源，引進和培育3D 打（dǎ）印技（jì）術及其產業化打下了良好的基礎。

      3. 3 我國在3D 打印製造技術研究（jiū）開發和應用方麵與國外還存在一（yī）定差距

      截止2012 年底，全球大（dà）約1 /4 的（de）3D 打印（yìn）設備都在亞洲使用（yòng），其中，日本約占亞洲的一半，中（zhōng）國約占1 /4。這個趨勢表明，3D 打（dǎ）印產品價值鏈的低端（duān）已經向亞洲移（yí）動（dòng），主要是3D 打印技術的應用，而非創新。同時，在我國整個3D 打印產業缺少龍頭產業的帶動作（zuò）用，整體產業體量較小。另一方麵，中國製造業還處於粗放形式（shì），各個環節對3D 打印技術帶來的衝擊認識不足（zú）。此外，在裝備製造和工藝控製方麵，工藝控製、工藝穩定性、核心元器件等關鍵技術及產品（pǐn）有待突破; 在材料製備方麵，材料特（tè）性研究、材（cái）料（liào）製備（bèi）裝備開發（fā）有待加（jiā）強; 在科研和產業化（huà）的組織方麵，以企業為主體、產學研用（yòng）相結合的組織（zhī）模式需進一步完善。

      4 3D 打（dǎ）印製造技術對世界經濟的影響

      當前規模經濟是製造業的典型（xíng）特征，製造以規模化大生產方式進行，需要大量的固定工廠和設備投資（zī），但是資源的製約、成本的提（tí）升使得規模經濟的優（yōu）勢下降。而（ér）現實中，由於物聯（lián）網和雲計算的（de）發展，能源與信息共同驅（qū）動經濟發展，分布（bù）式成為新興模式的（de）代表，從分布式能源到雲計算、從工業機器人到3D 打印，這些都是分布式（shì）的具體應（yīng）用，而通過分布式之後重新組合的規（guī）模經（jīng）濟提（tí）升了資源利用率，降（jiàng）低了成本開銷，可以說是下一次工（gōng）業革命的（de）基本形態。

      4. 1 3D 打印製造技術（shù）有可（kě）能從各個方麵徹底影響全球製造業（yè），使工廠化生產轉向社會化生產，大規模批量生產轉向本地化、個性化定製生產3D 打印（yìn）技術是個體化的最好體現，也是製造業可以采用的生產方式，它不是在某（mǒu）一個地方生產產（chǎn）品後再運至世界各地，而是能夠通（tōng）過互聯網（wǎng）即時發送設計圖，並在需（xū）求所在地製造產（chǎn）品，拋棄（qì）了工廠大（dà）規模製（zhì）造的雷同形式，具有個性化、小型化、節約化的特點。其真正（zhèng）革（gé）命之處在於它能在世界各地生產個（gè）性化的定製產品，設計和生產環節被不（bú）同時間和空間細分（fèn），從而呈現出社會化（huà）特征（zhēng），而且設計和製造過程的聯係將（jiāng）更加（jiā）緊密。今後，製造一個產品並不難，難的是誰能夠設計出來，這種設計變成一種個性化互動式的，變（biàn）成創新與市（shì）場聯動（dòng），市場需要什麽就設計什麽，或者是設計新的產品很快被市場接受，不僅大規模壟斷的（de）生產模式會發生改變，需求多樣化、生產製造多樣化，而且精密製造會深入到千家萬（wàn）戶，任何人都可以享受到（dào）精密製造的產品，它（tā）全麵超越了傳統集中型的生產體係結構。 

      4. 2 3D 打印製造技（jì）術將（jiāng）創造新的商業模式，並改（gǎi）變現（xiàn）有產業結構

      目前，3D 打印技（jì）術已經在工業（yè）設計、模具製造（zào）等諸多領域得到（dào）廣泛應用，展現出廣闊的應用前景。隨著大規模批量生產轉向（xiàng）本地化、個性化定製生產，3D 打印不僅會減少交通和物流成本，還會大幅降（jiàng）低固定資產投資，減少產（chǎn）品碳足跡和碳排放（fàng）。3D 打印可以（yǐ）使“及時生產方式”取代“及時物流”，使商業流程更節省成（chéng）本並且更便（biàn）捷，這有可能從根本上改變全球供應鏈，造成工作崗位的重新分布，並改（gǎi）變企業與用戶之間的互動方式（shì）。這（zhè）意（yì）味著一些製造業可以遠離低成本勞動力聚集地（dì），重返更靠近消費者的地方。這些變化都在不同（tóng）程度上改變了經濟模式，成為未來新的經濟增長點。

      4. 3 3D 打印製造技術可能會帶來（lái）巨大的市場機遇，並（bìng）成為未（wèi）來經濟增長的重要源泉

      3D 打（dǎ）印技術（shù）帶來的機（jī）遇是巨大的，它會成為（wéi）經濟增長的重（chóng）要源泉，可能使（shǐ）就業崗位向歐美發達國家回流。通過大量減（jiǎn）少全球貨物運輸，使用可持續的新材料，它也（yě）會帶來顯著的環境效益; 能大幅減少製造業的資本成本，使企業家更加輕鬆地推（tuī）出新創（chuàng）意; 能根據客戶及環境的需求定製產品（pǐn），使客戶擁有前所未有的選擇度。據（jù）分析，未來最重要、最有希望的3D 打印市場包括: 設計( 全球性的數（shù）字化（huà）設計（jì）市場，通用設計圖（tú）和定製設計服務) 、家用三維打（dǎ）印( 從數字化設計目錄直接打印家用簡單物品，材料供應和三維打印機維修服務) 、定製生產服務( 零售、生產與定製服務相融合) 、三維打印機（jī）( 生產與服務) 和材料( 開發新材料，從以石油為（wéi）原料的丙（bǐng）烯酸塑料向更加可持續和更高質量的材料轉（zhuǎn）變（biàn）)

      4. 4 3D 打印製造技術（shù）實現（xiàn）成熟產業化（huà）的目標還需要較長時間去克服技術、經濟和社會層（céng）麵的種種（zhǒng）挑戰

      3D 打印技術（shù）有可能是未來一二十年裏最具顛覆性的技術之一，但（dàn）是（shì）將新技術轉化為新市場、新增（zēng）長和新就（jiù）業的過程是複雜的，有一係列的（de）非技術障礙需要克服，包括從消費者信任的（de）建立到有（yǒu）效的標準。而且，3D 打印技術生產過程慢，難以快（kuài）速生產（chǎn）大（dà）批量產（chǎn）品，而未來複製有形產品的成本會更低，這有可能會打消企業開展3D 打印研（yán）發和設（shè）計的（de）積極性，需要大力（lì）激勵企業（yè）在設計和申請專利的創（chuàng）意上進行投資，加（jiā）強知識產權保護。此外，3D 打印引起的顛覆性效果很可（kě）能因行業而異，如在服裝（zhuāng）、工藝品和生活消費品等價值相對較低的製造業，3D 打印製造技術在近期內能夠與大批量生產方式競爭; 而更加複（fù）雜（zá）的製造業部（bù）門（mén）則可能不會輕易地拋棄生產裝配線，如在汽車（chē）行業，3D 打印會在零部件製（zhì）造中發揮作用，但不大可能終結大規模生產方式。

      5 3D 打印製造技術對我國結構（gòu）轉型的影（yǐng）響

      5. 1 3D 打印製造技術對我國傳統（tǒng）製造業造成較大壓（yā）力

      第三次工業革（gé）命帶來的數字化製造旨在降低產品成本，基於3D 打印技術（shù）和互聯網平台的全球雲製造模式將體（tǐ）現出更廉價、更快捷並且更綠色環保的優勢，我國廉價勞動力的優勢將隨之消失; 同時，3D 打印的廣泛（fàn）應用使得整個產品研發過程都可以在企業內部（bù）進（jìn）行，這將（jiāng）使研發周期縮短並且很好地保護了設計方案，然而，對於大量依靠模仿而生存且缺乏原創（chuàng）設計力量的中（zhōng）國微小企業來說這非常不利。麵對第三次工業（yè）革命的挑戰，在3D 打印製造技（jì）術（shù）成（chéng）熟之前，規模製造型企業、以勞動力和大型設備等為依托的傳統製造業地位還會存續一段時間，但隨著（zhe）製造業數字化進（jìn）程加速，不具備創新能力的企業將麵臨淘汰。除了（le）當（dāng）前（qián）我國（guó）經濟發展的資源、環境、人力成本都在上（shàng）升這一因素（sù）外，金融危機之後，發達國家提（tí）出的“再工業化”計劃也將導致我國低端產業麵臨著巨大壓力。

      5. 2 3D 打印（yìn）製造技（jì）術可以推動（dòng）我國結構轉型調整步伐，提升（shēng）製（zhì）造業水平

      在全球產業分工協作中，我國被定義為“製造者”而不是產（chǎn）品的“設計者”，是“工業大國”而（ér）非“工業強國”。由（yóu）於我國沒有（yǒu）完成工業現代化，傳統的粗放式（shì）的工業發展模（mó）式已經嚴重阻礙了（le）生產力發展，產業升級和結構轉型調整成為一項長期的艱（jiān）巨任務。低端製造在技術不斷發展的今天麵臨成本上（shàng）升、利潤微薄的巨大壓力，因此中國必須要實（shí）施產業結構轉型調整來扭轉不利局麵。盡管3D 打印製造技術會給（gěi）我國經濟帶來一些負麵影響，但是（shì）該技術被認為是第三次工業革（gé）命的（de）重要標誌，是高端製造（zào）業實現的重要手段之一。產業結構轉型調整（zhěng）已經在（zài）國家層麵得到重視，而在（zài）實際操作中由於各地區（qū）情況不同，進展緩慢。3D 打印技術的不斷成熟（shú），能夠（gòu）加速（sù）中國產業結構轉型調整（zhěng）的步伐，提升製造業水平，3D 打印技（jì）術的產業化可以為我國新型工業化、城鎮（zhèn）化建設和促進傳統產業的升級、優化產業結構發揮十分重要（yào）的引領作用。

      6 我國3D 打印製（zhì）造技術（shù）和（hé）產業未（wèi）來發（fā）展（zhǎn）建議

      3D 打印製造技術事關我國跟上第（dì）三次工業革命的步伐，關乎國家工業實力的提升和國防（fáng）重大裝備製造能力的提高，為使我國保持在（zài）這一（yī）技術領域的領先優勢，我國必須高（gāo）度重視對3D 打印（yìn）製造技術的支持和引導，鼓勵3D 打印製造技術的發展和推（tuī）廣應用。為此，建議:

      (1) 加強對3D 打印製造技術及產（chǎn）業（yè）創（chuàng）新工作的頂層設計，製定推進我國3D 打印技術開發應用的國家戰略。立足現有基礎，瞄準國際前沿，把握產業技術發展方向，加強發展戰略研究，針對我（wǒ）國製造業（yè）發展的重大需求和我國工業轉（zhuǎn）型升級、發展智能（néng）製造（zào）業的時機，製定我國未來10—15 年的3D 打印製造技術發展路線（xiàn）路，對3D 打印產業進行規（guī）劃和引導，找到我國3D 打印（yìn）產業（yè）的定位，實現3D 打印產業的良性發展。

      (2) 協同國家科研（yán）計劃開展3D 打印製造技（jì）術的研發，帶動我國製造業的換代升（shēng）級。推動國家科研計劃的緊密結合，加（jiā）強對3D 打印製造（zào）技術的基礎理論研究、技術創新研究和（hé）推廣應（yīng）用的有（yǒu）機銜接。國家應製定專門（mén）的科技（jì）戰略，鼓勵在有條件的大學、國（guó）家實驗（yàn）室、企業工程中心（xīn）加（jiā）強研究和才人培養。聚焦航空航天、汽車模具、生物醫療、電子製造等行（háng）業，重（chóng）點支持在關鍵技術領域開展技術攻關，大力推（tuī）動先進技術的推廣和應用，以此帶動（dòng）我國製造業的全麵更新、改造、換代（dài）和升級，加快產業結構的調整。

      (3) 加快培養3D 打印製造時代的勞（láo）動力和創新領軍人才，充分滿足未來製造業發展對人（rén）才的需求。3D 打印製造（zào）時代，全球製造業呈現分（fèn）布式、網絡化和扁平化的特征，對勞動力和人才的素質和能力以及如何培養人才的教育體係提出了新的要求。一方麵，需（xū）要加快對3D 打印製造技術（shù）研發及產業發展領軍人才、複合型人才的引進（jìn）和培養，提高產業的自主（zhǔ）創（chuàng）新能力（lì）; 另一方麵，注重（chóng）培養第三次工業革命和3D 打印製造時代的（de）勞動者及創新領軍人才。該時代的勞動者標誌是通過網絡（luò）獲（huò）得優質資源，具備大數據時（shí）代的自學習、自組織和（hé）知識加工能力（lì），並實現開發新的商業運行模式和技術（shù）運行組織體係，促進（jìn）產業可持續發展。

      (4) 探索3D 打印製造技術成果轉（zhuǎn）移轉化（huà）和產業化新機製，促進產業鏈、創新鏈和價值鏈的相互融合與發展完善。一個產業的興起不（bú）僅需要技術突破，還需（xū）要各個方麵經濟技術條（tiáo）件的配（pèi）套和支持，包括市場培育、專業技術服務、基礎設施建設、相關產（chǎn）業（yè）的發展等; 此外，要想使整個產業充滿活力，還要構建靈活、完整的價值鏈，使得任何一個環節都可以創造價值並實現價值，順利實現企業的進入和退出，大大激發（fā）各類投資（zī）主體和企業的進入，使得技術創新（xīn）和產業鏈的形成得以順利完成（chéng）。在3D 打印製造技（jì）術創新的組織過程中，需進一步圍（wéi）繞3D 打印的材料（liào）製備、設計、軟件、工藝、裝備、管理及創意服務和應用的相關產業鏈部署創新鏈，加強產學研用相結合，突出企業研發的主體地（dì）位，積極支持建立產學研用相結合的3D 打印製造技術創新聯（lián）盟，聚焦國內3D 打印製造技術研發優勢力量，共（gòng）享資（zī）源，協同創新，加速科技成果的轉移轉化和產業化，營造支撐3D 打印製造技術及產業又好又快發展的良好環境，推進3D 打印技術創新體係建設，全麵提升3D 打印的產品價值鏈。