现状与发展：3D打印技术的应用前景

经过多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的发展，目前已经能够在0.01 mm的单层厚度上实现600 dpi的精细分辨率。国际上较先进的产品可以实现每小时25 mm厚度的垂直速率，并可以实现24位色彩的彩色打印。

目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。在欧美发达国家，3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式，同时，国际3D打印机制造业正处于迅速兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。

近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，自20世纪90年代初以来，清华大学、西安交通大学、华中科技大学、中国科技大学、北京航空航天大学、西北工业大学等多所高校积极致力于3D打印技术的自主研发，在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术、3D设计与成型软件开发、3D打印工业应用研究等方面取得了不错的成果，有部分技术已经处于世界先进水平，但总体而言，国内3D技术的研发水平与国际先进水平还有较大差距。

根据中国机械工程协会增材制造分会和观研天下发布的《2019年中国3D打印市场分析报告-行业供需现状与发展商机研究》的调查结果，2013年全球3D打印行业总产值为30.3亿美元，2018年达到了96.8亿美元，5年间的复合增速达26.1%。预计到2020年、2022年、2024年，全球3D打印行业总产值将分别有望达到158亿美元、239亿美元、356亿美元。2013年国内3D打印产业规模仅3.2亿美元，2018年规模达23.6亿美元，5年的复合增速达49.1%。预计2023年，我国3D打印行业总收入将超过100亿美元。但3D打印技术要进一步扩展其产业运用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战。

1.耗材问题难以解决

耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。目前，3D打印的耗材非常有限，现有的市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽车，光靠这些材料是远远不够的。如最重要的金属构件，这恰恰是3D打印的软肋。耗材的缺乏，也直接影响3D打印的价格。打印一个飞机零部件，某种样品的金属粉末耗材一斤就要卖4万元，所以3D打印样品至少要卖2万元。但是，如果采用传统的工艺去工厂开模打样，只需要几千元。

2.制造的产品精度不够

由于3D打印工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟，目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用的要求，不能作为功能性部件，只能作为原型使用。以Stratasys公司3D打印汽车为例，汽车能“打印”出来，但能否顺利跑起来，使用寿命有多长?从现有的技术来看，恐怕有一定的难度。(www.xing528.com)

由于采用层层叠加的增材制造工艺，层和层之间的黏结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，这意味着在一定外力条件下，“打印”的部件很可能会散架。

3.中国需整合3D打印产业链

一项单个技术的推广，如果不能构建起一个上下游结合的产业链，它的影响就是有限的。从全球范围看，中国的3D打印技术研发起步并不晚，目前在单项技术领域，甚至媲美英国、美国等国。例如，在航空工业的钛合金激光打印技术上，北京航空航天大学王华明教授领导的团队在研发上就走在世界前列。

差距在哪里?中国工程院院士、西安交通大学机械学院院长卢秉恒认为，美国企业介入3D打印技术较多，研发实力较强，而中国当时只是几所大学在搞研发，没有创新力和产业链，技术研发集中在设备上，材料和软件没配套，各家都是“单打独斗”。另外，政府的支持力度也不够。在20世纪90年代中期，中国政府对3D打印技术大概支持了两三千万元，后来资金支持就断了，在3D打印技术上的投入很少，直到2012年才又重视起来。

综上所述，3D打印技术作为一项新兴技术，目前虽然存在一些技术瓶颈，但具有较强的发展前景，全世界都十分重视。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于制造工业，3D打印技术也将会被推向一个更加广阔的发展平台。

3D打印技术的确可以改变产品的开发、生产，但赋予3D打印“第三次工业革命”之称有点言过其实。单件小批量、个性化、网络社区化生产模式，决定了3D打印技术与传统的铸造建模技术是一种相辅相成的关系。3D打印设备在软件功能、后处理、设计软件与生产控制软件的无缝对接等方面还有许多问题需要优化。未来，3D打印技术主要有以下发展趋势：智能化、便捷化、通用化。