隨著經濟全球化和知（zhī）識（shí）化（huà）進（jìn）程日（rì）趨加快，製造業已從單純的工（gōng）業時代的離散（sàn）型傳統製造向全球（qiú）化時（shí）代（dài）的綠色、智能（néng）型（xíng）先進製造業轉變。作為一項可能使全球製（zhì）造（zào）業麵目一新的新興技術和第三次工業革命的重要標誌，3D 打印製（zhì）造技術發展迅速，並廣受重視。3D 打（dǎ）印製造技術可（kě）能從根本上改（gǎi）變全球供應鏈，徹底（dǐ）影響全球製造業的（de）生（shēng）產方式（shì），並對（duì）當（dāng）前我國產業發展和結構轉型造成深（shēn）刻影響。

      1 第三次工（gōng）業革命與3D 打印製造技術

      第三次工業革命也被稱作（zuò）新（xīn）工業革命，美國著（zhe）名未來學家傑裏米·裏夫（fū）金（jīn）( Jeremy Ｒifkin) ［1］所著《第三（sān）次工業革命: 新經濟模（mó）式（shì）如何改變世界》一書中稱，互聯網與新能源的結合將會產生新一輪工業革命，使全球（qiú）技術要素和市場要素（sù）配置方式發生革（gé）命性變化（huà），這將是人類繼19 世（shì）紀（jì）的蒸汽機和20世紀的電氣化之後的第三次工業革命。第三次工業革命以光電效應和信息網絡理論為（wéi）基（jī）礎，以“綠色能源”和“雲技術”為基本標誌（zhì）。它將會深刻影響經濟的（de）生產方式，重組產業格局和競（jìng）爭格局; 它也將深刻改（gǎi）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（gé）命具有把綠色能源作為“血液係（xì）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（fèn）布（bù）式”作為格局的重組特征［2］。

      3D 打印製造技術（shù）是指依據計算機的三維設計（jì）和三維計算，通過軟件（jiàn）和數控係統將特製功（gōng）能材料逐層（céng）堆積固化的成形製造技術，與過（guò）去通過零件拚裝（zhuāng）及（jí）切割、焊接技術製造（zào）產品的傳統製造業有很大（dà）不同。它起源於上世紀80 年代（dài）出現的快速原型製造技術，也被稱之為堆積（jī）製造、增材製（zhì）造、增量製造，是生產模式在製造（zào）業發生的巨大變化，是一種全新的製造方（fāng）式。2012 年英國《經（jīng）濟學人》雜誌［3］在《第三次工業革命》一文，以及由胡迪·利普森( Hod Lipson) 等［4］所著《3D 打印: 從想象到現實》一書中，都將3D 打印製造技術作為第三次工業革命（mìng）的重要標誌，並指（zhǐ）出盡管仍有待完善，但3D 打印技術市（shì）場潛（qián）力巨大，作為傳統製造業向智能（néng）化、數字（zì）化製造業不斷演進的（de）階段，其勢必成為引領未來製造業趨勢（shì）的眾多突破之一，並（bìng）推動新業態、新模式、新機製、新技術和新領軍人物的異軍突起。

      2 國際3D 打印製造技術發（fā）展的趨勢（shì）

      2. 1 各國重視3D 打印製（zhì）造技術（shù）的研發，美歐處於領先地位

      美國在（zài）2009 年發布添加（jiā）製（zhì）造技術發展路線圖，在2011 年出台（tái）“先進製造夥伴關係計劃”，2012 年奧（ào）巴（bā）馬在卡內基梅隆大學宣布創立（lì）美國“製造創新（xīn）國家網絡（luò）”計劃，由美國聯邦（bāng）政府（fǔ）和（hé）工業（yè）部門共同出資10 億美元，遴選出製造領域15 項前沿性、前瞻性的製造技術，成立15 個（gè）製造創新中心，以全麵提升美國製造業競爭力。經過5 個多月的論證，“增材製造（zào）技術”被確定為首個製造業創新中心（xīn）主（zhǔ）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（tuī）動3D 打印技術的研發，意（yì）在未來的10 年時間替（tì）代世界（jiè）50%左右的（de）傳統產品。歐洲研究人員和企業領導者也將添（tiān）加製造技術視作一種重要的新興技術（shù），大學、企業和政（zhèng）府之間建（jiàn）立了多個添加製造技術聯盟，有些甚至是跨國的聯盟。此外，澳大利亞近期製定了金屬3D 打印技（jì）術路線，南非正在扶持基於激（jī）光的大型（xíng）3D 打印機（jī）的開發。

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

      裝備是（shì）3D 打印製造技術的核心之一，目前歐美及（jí）日本在（zài）該（gāi）領域（yù）處於世界（jiè）領先水平，同時國際3D 打印裝備製造（zào）業正（zhèng）處於迅速的兼並與整合過程中。在全球3D 打印機行（háng）業，美國3D Systems 和Stratasys 兩家公（gōng）司的產品占據了（le）絕大多數市場份額，其中3DSystems 公司是（shì）全世界最大的快速成型（xíng）設備開發公司（sī），於2011 年11 月收購了3D 打印技術的最早發明者和最初專利擁有者Z Corporation 公司; Stratasys 公司於2011 年宣布與美國惠普公司合作生產（chǎn）3D 打（dǎ）印機（jī），2012 年4 月與以色（sè）列著名3D 打印係統提供商（shāng）Objet 宣布合並。在此領域具有較強技術實力（lì）和特色的企業/研發團隊（duì）還有（yǒu）瑞典的（de）Arcam 公司( 三維金屬直（zhí）接製造) 、德國的（de）EOS 公司( 激光束三維製造)和荷蘭的（de）Shapeways 公司( 基於客（kè）戶定製需求（qiú）製造) 等。

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

      隨著信息、材料和生物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）等領域的器件製造過（guò）程中進行了驗證（zhèng）性應用。據美國專門從事添加製造技（jì）術的技術谘詢服務協會Wohlers［5］發布（bù）的《Wohlers Ｒeport 2011》統計（jì），全球3D 打印（yìn）產業產值在1988—2010 年間保持著26%的（de）年均增長（zhǎng）速度，2010 年3D 打印製造的全球產業（yè）規模（mó）為20 億美元左右; 並預計到2020 年，市場（chǎng）規模（mó）將達到108 億美元。就全球的裝機數量而言，北美（měi）和歐洲分別占全球裝（zhuāng）機數量的43% 和30%，亞太地區占23%。目前全球3D 打印製造技（jì）術發展速度較快，歐美國家已（yǐ）經（jīng）逐步形成了包含材（cái）料製備、相（xiàng）關軟件、工藝、裝備、管理（lǐ）及創意服務和應用的相關產業鏈。預計在未來10 年，3D 打印製造（zào）技術的應用範圍不斷擴（kuò）大，產業規模將會較快增長。

      3 我國3D 打印製造技術發展現狀

      3. 1 我國已（yǐ）形成3D 打印製造技術的研發力量，並研發（fā）了3D 打印（yìn）的相關工藝和裝備

      20 多年來（lái），我國在多項科研計劃中對3D 打印製造技術進行了持（chí）續支持，建成了華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室（shì）、西安交通大學快速（sù）製造國家工程研究（jiū）中心，形成初步研發基礎。其中，華（huá）中科技大學的選擇性激光燒結技術在玉柴、東風汽車等公司的發動機鋼鐵缸（gāng）蓋等複雜鑄件蠟模和砂型快速製造中進行了應用，提升了企業發動機（jī）的自主研（yán）發能力; 西安交通大學利用光固化（huà）成形方法製作飛機風洞模型（xíng），促進了飛機創新設計（jì）與開（kāi）發;北京航空航天大學和西北工業大學利（lì）用激光（guāng）燒結成形（xíng）技術製造（zào）出鈦合金飛機大型結構（gòu）件，在C919 機頭的樣機/樣件中得到了應用，並且（qiě）北京航空航天大學王華明（míng）團隊研發的“飛機鈦合金大型複雜整體構件激光成形”技術成果獲得2012 年（nián）國家科技發明一等獎，代表著增材製造技術和重大裝備高性能關鍵金屬構件製造技術的國際戰略競爭製高點（diǎn）［6］。

      3. 2 我國成立3D 打印技術產業聯盟和技術創新（xīn）中心，推動3D 打印技術在我國的產業化（huà）、市（shì）場化進程我國工業（yè）和信（xìn）息（xī）化部積極推（tuī）動3D 打印技術的產業化（huà），並著手（shǒu）製定3D 打印（yìn）技術發展路線圖和中長（zhǎng）期發展戰略，推動3D 打（dǎ）印（yìn）技術規範與標準製（zhì）定。為推動我國3D 打印技術（shù）產業化、市場化進程，促進3D打印技術與傳（chuán）統製（zhì）造技術的有機結合（hé），2012 年10月，亞洲製造業協會聯合華中科技大學、北京航空航天大學（xué）、清華大學等科研機構及相關企業成立“中國3D 打印技（jì）術產業聯盟”，從平台、標（biāo）準、投（tóu）融資等方麵推進我國的3D 打印技術產業化。2013年3 月，中國3D 打印技（jì）術創新中心在南京（jīng）成立，為積聚3D 打印技術上下（xià）遊資源，引進和培育3D 打印技術及其（qí）產業（yè）化打下了良好的基礎。

      3. 3 我國在3D 打印製造技術研究開發和應用（yòng）方麵與國外還（hái）存在一定差距（jù）

      截止2012 年底，全球大約1 /4 的3D 打印設備（bèi）都在（zài）亞洲使用，其中，日本約（yuē）占（zhàn）亞洲的一半，中國約占1 /4。這個趨勢表（biǎo）明，3D 打印（yìn）產品價（jià）值鏈的（de）低端已經向亞洲移動，主要是3D 打印技術的應用，而非創（chuàng）新。同時，在（zài）我國整個3D 打印產業缺少龍頭產業（yè）的帶動作（zuò）用，整體產業體量較小。另一（yī）方麵（miàn），中國製造業還處於粗放（fàng）形式，各（gè）個環節對3D 打印技術帶來的衝擊認識（shí）不足。此外，在裝備製造和工藝控（kòng）製方麵，工藝（yì）控製（zhì）、工藝穩定性、核心元器件等關鍵技術及產品有待突（tū）破; 在材料（liào）製備方麵，材（cái）料特性研究、材料製備裝備開發有待加強; 在科研和（hé）產業化（huà）的組織（zhī）方麵，以企（qǐ）業為主體、產學研用相結合（hé）的組織模式（shì）需進一步完善。

      4 3D 打印製造技術對世界經濟的影響（xiǎng）

      當前規模經濟是製造業的典型特征，製造（zào）以規模化大生產方式進行，需要大量的固定工廠（chǎng）和設備（bèi）投資，但是資源的（de）製約、成本的提升使得規模經濟的優勢下降。而現實中，由於物聯網和雲計算的發展，能源與信息共同驅動經濟發展，分布式成為新興模式（shì）的代表，從分布式（shì）能源到雲計算、從工業機（jī）器人到3D 打印，這些都是分布式的具體應用，而通過分布式之後重新組合的規模（mó）經濟提（tí）升了資源利用率，降低了成本開銷，可以說（shuō）是（shì）下一次工業革命的基（jī）本形態。

      4. 1 3D 打印製造技術有可（kě）能從各（gè）個方（fāng）麵徹（chè）底影響全球製造業，使工廠化生產轉（zhuǎn）向社會化生產，大（dà）規（guī）模（mó）批量生產轉向本地化、個性化（huà）定製生產3D 打印技術是個體化的最好體現，也是（shì）製造業（yè）可以采用的生（shēng）產方式，它不是在某一個地方生產（chǎn）產品後再運至世界各地，而是能夠通過互聯網（wǎng）即時（shí）發送（sòng）設計圖，並在需求所在地製造產品，拋棄了工廠大規模製造（zào）的雷同形式，具有個性化、小型化、節約（yuē）化的特點。其真正革（gé）命之處在於它能在世界各地生產個性化的定製產品，設（shè）計和生產環節被不同時間和空間細分，從而呈現出社會化特征（zhēng），而且設計和製造過程的聯係將更加緊密（mì）。今後，製造一個產品並不難，難的是誰能夠（gòu）設計出來，這種設計變成（chéng）一（yī）種個性（xìng）化互動（dòng）式的，變成創新與市場聯動，市場需要什麽就設計什麽（me），或者是設計新的產品很快（kuài）被市（shì）場接受（shòu），不僅大規模壟斷的生產模式會發生（shēng）改變，需求多樣化、生產製（zhì）造多樣化，而且精密製造會深入到千家萬戶，任何人（rén）都可以享受到精密製造的產品，它全（quán）麵超越（yuè）了傳統集（jí）中型的生產體係結構。 

      4. 2 3D 打印（yìn）製造技術將（jiāng）創造新的商（shāng）業模式，並改變現有產業結構

      目前，3D 打印技（jì）術已經（jīng）在工業（yè）設計、模具製（zhì）造等諸多領域得到廣泛應用，展現出（chū）廣闊的應（yīng）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（dǎ）印不僅會減少交（jiāo）通（tōng）和物流成本，還會大幅降低固定資產投資，減少產品碳足跡和碳排放。3D 打印可以使“及時（shí）生產方式”取代“及時物流”，使商業流程更（gèng）節省成本並且更便捷（jié），這有可能從根本上改變全球供應鏈，造成工作崗位的重新（xīn）分布（bù），並改變企業與（yǔ）用戶之間的互動方式。這意味著一些製造業可以遠離低成本勞動力聚集地，重返更靠近消費者的地方（fāng）。這些變化都在不（bú）同程（chéng）度上改變了經濟模式，成為未來新的經濟（jì）增長（zhǎng）點（diǎn）。

      4. 3 3D 打印製造技（jì）術可能會帶來巨大的市場機遇，並成為未來經濟增長的重要源泉（quán）

      3D 打印技術帶來的機遇是（shì）巨大的，它會成為經濟增長的重要源（yuán）泉，可能使就業崗位向歐美發達國家回流。通（tōng）過大（dà）量減（jiǎn）少全球貨物運輸，使用可（kě）持（chí）續的新材料，它也會帶來顯著（zhe）的環境（jìng）效益; 能大（dà）幅減少製造（zào）業的資本成本，使企業家更加輕鬆地推出新創意; 能根據客戶及環（huán）境的需求定製產品，使客戶擁有前所未有的選擇度。據分析，未來最重要、最有希望的3D 打印市場包括: 設計( 全球性的數字化設計市場，通用設計圖和定製設計服務) 、家用三維打印( 從數字化設計目錄直接打印家用簡單物（wù）品，材料供應和（hé）三維打印機維修服務) 、定製生產服務（wù）( 零售、生產與定製服務相融（róng）合) 、三維打印機( 生產與服務) 和材料( 開發新材料，從以石油為原料的丙（bǐng）烯酸塑料向更加可持續和更高質量的材料轉變)

      4. 4 3D 打印製造技術實現成（chéng）熟產業化的目標還需要較長時間去克服技術、經濟和社會層麵的種種挑戰

      3D 打印技術有可能是未（wèi）來一二十年裏最具顛覆性的技術之一，但是將新技術（shù）轉化為新市場、新增長和新（xīn）就業的過（guò）程是複雜的，有一係列的非（fēi）技術障（zhàng）礙需要克服，包（bāo）括從消費者信（xìn）任的建立（lì）到有（yǒu）效的標（biāo）準。而且，3D 打印技術生產過程慢，難以快速生產大批量產（chǎn）品，而未來複製有形產品的成本會更（gèng）低（dī），這有可能會（huì）打消企業開展3D 打印研發和設計的（de）積極性，需要（yào）大力激勵企業在設計和申請專利的創意上進行投資，加強（qiáng）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、工藝品和生活消費品等價值相對較低（dī）的製（zhì）造業（yè），3D 打印製造技術在近期內能夠與（yǔ）大批量生產方式競爭; 而更加複雜的製造業部門則可能不會輕（qīng）易地拋棄生產（chǎn）裝配線，如在汽車行業，3D 打印會在零部件製造（zào）中（zhōng）發揮作用，但（dàn）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轉型的影響（xiǎng）

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

      第三次工業革命帶（dài）來的（de）數字（zì）化製造旨（zhǐ）在降低產品成本，基於3D 打印技術和（hé）互聯網平台的全球雲製造模式將體現出更廉（lián）價、更快（kuài）捷並且更（gèng）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 打印的廣泛應（yīng）用使得整個產品研發過程（chéng）都可以（yǐ）在企業內（nèi）部進（jìn）行（háng），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（ér）生存且缺乏原創設計力量的中國微小企業來說這非常不利。麵對（duì）第三次工（gōng）業革命的（de）挑戰（zhàn），在3D 打印製造技術成熟之前，規模製造型企業、以勞動力和大型設（shè）備等為依托的傳統製造業地（dì）位還會存續一段時間，但隨著製造業數字化進程（chéng）加速，不具備創新能（néng）力的企業將（jiāng）麵臨淘汰。除了當前我國（guó）經濟發展的資源、環境、人力成本都在上升這一因素外，金融危機之後，發達國家提出（chū）的“再工業化”計劃也（yě）將導致我國低端產業麵臨著巨大壓力。

      5. 2 3D 打印製造技術可以推動我國結構轉型調整步伐，提升製造業水平

      在全球產業分工（gōng）協作中，我國被定義為“製造者”而不是產品的“設計者”，是“工業大國”而非“工（gōng）業強國”。由於我國沒有完成工業現代化，傳（chuán）統的粗放式的工業發展模式已經嚴重阻礙了生產力發展，產業升級和結構轉型調整成為一項長期的艱巨任務。低端（duān）製造在技術不斷發展的今天麵臨成本上升、利潤微薄的巨大壓力，因此中國必（bì）須要實施產業結構轉型調整來扭轉（zhuǎn）不利局麵。盡管3D 打印製（zhì）造技術會給我國經濟帶（dài）來（lái）一些負麵影響，但是該技術被認為是第三次工業革（gé）命的重要標誌，是高端製造業（yè）實（shí）現（xiàn）的重（chóng）要手段（duàn）之一。產業結構轉型調（diào）整已經在（zài）國家層麵得到重視，而在實際操作中由於各地區情（qíng）況不同，進展緩慢。3D 打印技術的不（bú）斷成熟，能夠加速中國產業結構轉型調整的步伐（fá），提升製造業水平，3D 打印技術的產業化可以為我國新（xīn）型工業化、城（chéng）鎮化建設和促進傳統產業的（de）升級、優化產業結構發揮（huī）十分重要的引領（lǐng）作用。

      6 我國3D 打印製造技術和產（chǎn）業未來發展建議

      3D 打印製造技術事關（guān）我國跟上（shàng）第三次工業革命的步伐，關乎國家工業實力的提升和國防重大裝備製造能力（lì）的提高，為使我國保持在這一技術領域的領先優勢，我國必須高度重視對3D 打印製造技（jì）術的支持和（hé）引導，鼓勵3D 打（dǎ）印製造技術的發展和推廣應用。為此（cǐ），建議:

      (1) 加強對3D 打印製造技術及產業創新工（gōng）作的頂層設計，製定推進（jìn）我國3D 打印技術開發應用的國家戰略。立足現有基礎（chǔ），瞄（miáo）準國際前（qián）沿，把握產業技術發展方（fāng）向（xiàng），加強發（fā）展戰略研究，針對（duì）我國製造業（yè）發展的重大需求和我國工業（yè）轉型（xíng）升級、發（fā）展智能製造業的時機，製定我國未來10—15 年的3D 打（dǎ）印製造（zào）技術發展路線路，對3D 打印產業進行規劃和引導（dǎo），找到我國3D 打印產業的定位，實現3D 打印產業的良性發展。

      (2) 協同（tóng）國家科研（yán）計劃開展3D 打印製造技術的研發，帶動我國製（zhì）造業的換代升級。推動國家科研計劃的緊密結合，加強對3D 打印（yìn）製造技術的基礎理論研究、技術（shù）創新研究和（hé）推廣應用的有機銜接。國家應製定專門的科技戰略，鼓勵在有條件的大學、國家實驗室、企業工程中心加（jiā）強研究和才人培養。聚焦航空航天、汽車模具、生物（wù）醫療、電子製造等行業，重點支持在關（guān）鍵技（jì）術領域開（kāi）展技術攻關，大力（lì）推動先進技術的推廣和應用，以此帶動我國製造業的全麵（miàn）更新、改造、換代和升級，加快產（chǎn）業結構的調整。

      (3) 加快培養3D 打印製造時代的勞動力和（hé）創新領軍人（rén）才，充分滿（mǎn）足未來製造業（yè）發展對人才的（de）需求。3D 打（dǎ）印（yìn）製造時代，全球製造業呈現分（fèn）布式、網絡化和扁平化的特征，對勞動（dòng）力和人才（cái）的素質和能（néng）力以及如何培養人才的教育體係提出了新的要求。一方麵，需要加快對3D 打印製造技術研發及產業發展領軍人才、複合型（xíng）人才的（de）引（yǐn）進（jìn）和培養，提高產業（yè）的自主創新能力（lì）; 另一方麵，注重培養第（dì）三次（cì）工（gōng）業革命和3D 打印製造時代的勞動（dòng）者及創新（xīn）領（lǐng）軍人才。該時代的（de）勞動者標誌是通過網絡獲得優質（zhì）資源，具備大數據時代的自學（xué）習、自（zì）組織和知識加工能力，並實現開發（fā）新的商業運行模式和技術運行組織體係，促進產（chǎn）業可持續發展。

      (4) 探索（suǒ）3D 打印製造技術成果轉移轉化和產業化（huà）新機製，促（cù）進產業鏈、創新鏈和價值鏈的（de）相互融合與發展完善。一個產業的興起不僅需要技（jì）術突破，還需要各個方麵經濟技術條件的配套和支持，包括市場培育、專業技術服務、基礎（chǔ）設施建設、相關產業的（de）發展等; 此外，要想使整個產業充滿活（huó）力，還要構建靈活、完整的（de）價值鏈，使得任何一個（gè）環節都可以創造價值並實（shí）現（xiàn）價值，順利實（shí）現企業的進（jìn）入和（hé）退出，大大激發各（gè）類投資（zī）主體和企業的進（jìn）入，使得技術創新和產業鏈的形成得以順利完成。在3D 打印製（zhì）造技術創（chuàng）新的組織過程中，需進一步圍繞（rào）3D 打印的（de）材料製備、設計、軟件、工藝、裝備、管（guǎn）理及創意服務和應用的相關產業鏈部署創新鏈（liàn），加強產學研用相結合，突出企業研發的主體地位，積（jī）極支持建立產（chǎn）學（xué）研（yán）用相結合（hé）的3D 打印製造技術創新聯盟，聚焦國（guó）內3D 打（dǎ）印（yìn）製造技術研發優勢（shì）力量，共享資源，協同創（chuàng）新，加速科技成果（guǒ）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（tuī）進3D 打印技術創新體係建設，全麵提升3D 打印的（de）產品價值鏈。