隨著經濟全（quán）球化和知識化進程日趨（qū）加快，製造業已從單純的工業時代的離散型傳（chuán）統製造向全球（qiú）化時代（dài）的綠色、智能型（xíng）先進製造業轉變。作為一項可能使全球製造業麵目一新的新興（xìng）技術和第三次工業革命的重要（yào）標（biāo）誌（zhì），3D 打印製造技術發展迅速，並廣受重視。3D 打印製造技術可能從根本上（shàng）改變全球供應鏈，徹底影響全球製造業的生產方（fāng）式，並對當前（qián）我（wǒ）國產業發展和結構轉（zhuǎn）型造成深刻影響。

      1 第三次（cì）工業革命與3D 打印製造技術（shù）

      第三次工業革（gé）命也被稱作新工業革命，美國著名未來學家傑裏米·裏夫金( Jeremy Ｒifkin) ［1］所著《第三（sān）次工（gōng）業革命: 新經（jīng）濟模式如何改（gǎi）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，使全球技術要（yào）素和（hé）市場要素配置方式發生革命性變化，這將是人類繼19 世紀的蒸汽機和20世紀的電氣化之（zhī）後的第三次工業革命。第（dì）三次工業革命以光電效應和信（xìn）息網絡（luò）理論為基（jī）礎，以（yǐ）“綠色能（néng）源”和“雲技術”為基本標誌。它將會深刻（kè）影響經濟的生產方式，重組產業格局和競爭格局（jú）; 它（tā）也將（jiāng）深刻改變人們的生活（huó）方式和社會組（zǔ）織形式，並帶動一係列（liè）的變革。第三次工業革命具有（yǒu）把綠色能源作為“血液（yè）係統（tǒng）”、把信息網絡作為（wéi）“神經中樞”、把“三維製造” ( 3D 打（dǎ）印) 作為生產模式的突破口、把“分布式”作為格局的重組特征［2］。

      3D 打印製造技術（shù）是指依（yī）據計算機（jī）的三維設計和三（sān）維計算，通過軟件和數控係統將特製（zhì）功能材料逐層堆積固化的成形製造技術，與（yǔ）過（guò）去通（tōng）過零件拚裝及切割、焊接技術製造產品的（de）傳統製造業有很大不同。它起源於上世紀80 年代出現的快速原型製造技術，也被稱之為堆積製造（zào）、增材製造、增量製造，是生產模式在製造業發（fā）生的巨大變化，是一種全新的（de）製造方式。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( Hod Lipson) 等（děng）［4］所著《3D 打印: 從想象到現實》一書中，都將3D 打（dǎ）印製造技術作為第（dì）三次工業革命的重要標誌，並指出（chū）盡管（guǎn）仍有待完善，但3D 打印技術市場潛力巨大，作為傳統製造業向智能化、數字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（de）眾多突破之一，並推動新業態、新模式、新機製（zhì）、新技術和新領軍人（rén）物的異軍突起。

      2 國際（jì）3D 打印製造技術發展的趨（qū）勢

      2. 1 各國重視3D 打印製造技術的研發，美歐處於領先地位

      美國在2009 年發布添加製（zhì）造技術發展路線圖，在2011 年出台“先進製造夥伴關係計劃”，2012 年奧巴馬在（zài）卡內基梅隆大學宣布創立美國“製造創新國家網絡”計劃（huá），由（yóu）美國聯邦政府和工業部門共同出資10 億美元，遴選出製造領（lǐng）域15 項前沿（yán）性、前瞻性的製造技術，成立15 個（gè）製造創新中心，以全麵（miàn）提升美國製造業競爭力（lì）。經過（guò）5 個多月的論證，“增材製造技術”被確定為（wéi）首個製造（zào）業創（chuàng）新中心主題，並建立了（le）“國（guó）家增材製造創新（xīn）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（de）傳統產品。歐洲研究（jiū）人員和企業領導者也將添加製造技術視作（zuò）一種重要的新興技術，大學、企業和政府之間建立了多個添加製造技術聯（lián）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 打印技術路線，南非正在扶（fú）持基於激光的大型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（xiàng）產品係（xì）列化（huà）、專業化、普及化（huà）方向發展，行業（yè）巨頭正在加速崛起

      裝備（bèi）是3D 打印製造技術的核心之一（yī），目前歐美及日本在該（gāi）領域處於世界（jiè）領先水平，同時國際3D 打印（yìn）裝備製造業（yè）正處於迅（xùn）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 兩家公司的產（chǎn）品占據了絕大多數市場份額，其中3DSystems 公司是全世界最大（dà）的快速成型設備開發公司，於2011 年11 月收（shōu）購了3D 打（dǎ）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（huì）普公司（sī）合作生產3D 打印機，2012 年4 月與以色列著名3D 打印係統提供商Objet 宣布合並。在此領域具有較強技術實力和特色（sè）的企業/研（yán）發團隊還有瑞典的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（hé）荷蘭的（de）Shapeways 公司( 基於（yú）客戶定製需求製造) 等。

      2. 3 3D 打印製造技術的產業鏈形態（tài）正在形成，未（wèi）來發展潛力（lì）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（zào）技術已在航空、航天、汽車、生物、電子等領域的器件製造過程中進行了驗證性應用。據美國專門從事（shì）添加製造技術的（de）技術谘詢服務（wù）協會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（bǎo）持著26%的年均增長速度，2010 年3D 打印（yìn）製造的（de）全（quán）球產業規模為20 億美元左右; 並預計到2020 年，市場規模將達到108 億美元。就全球的裝（zhuāng）機數量而言，北美和歐洲分別占全球裝機數量的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，歐美國家已經逐步（bù）形成了包含材料製備、相關軟件、工藝、裝備、管理及創意服務和應用的相關（guān）產業鏈。預計（jì）在未來10 年，3D 打印製造技術的應用（yòng）範圍不斷擴大，產業規模將會較快增長。

      3 我國3D 打印製造（zào）技術（shù）發展現（xiàn）狀（zhuàng）

      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（guān）工藝和裝備

      20 多年來，我國在多項（xiàng）科研計劃中對（duì）3D 打印製造技術進（jìn）行了持續（xù）支持，建成了華中科技大學材料成形與模具技術國（guó）家重點（diǎn）實驗室、西安交通大學快速（sù）製（zhì）造國家工程（chéng）研究中心，形成初步研發基礎。其（qí）中，華中（zhōng）科技大學的選擇性激光燒結（jié）技術在玉（yù）柴、東（dōng）風汽車等公司的（de）發動（dòng）機鋼鐵缸蓋等複雜鑄件蠟模和砂型快速製造中進行了應用，提升了企業發動機的自主研發能力; 西安交通大學（xué）利用光固化成形方法製作飛機風洞模型，促進了飛機創（chuàng）新設計與開發;北京航空（kōng）航天大學（xué）和西北（běi）工業大學利用激（jī）光（guāng）燒結（jié）成形技術製造出鈦合金飛機（jī）大型結構件，在C919 機頭的樣機/樣件中（zhōng）得到（dào）了應用，並且北京航空航天大學王華明團隊研發的“飛（fēi）機（jī）鈦合（hé）金大型複雜整體構件激光成形”技術成果獲得2012 年國家（jiā）科（kē）技發明一（yī）等獎，代表著（zhe）增材製造技（jì）術和重大裝備高性能關鍵（jiàn）金屬構件製造技術的國（guó）際戰略競爭製高點［6］。

      3. 2 我國成立3D 打印技術產業聯盟（méng）和技（jì）術創新中（zhōng）心，推動3D 打印技術在我國的產（chǎn）業化、市場化進程我國工（gōng）業和信息化（huà）部積極推（tuī）動3D 打印技術的產業（yè）化，並著手製定3D 打印技術發展路線圖和中長期發展戰略，推動3D 打印技（jì）術（shù）規範與標準製定（dìng）。為推動我國3D 打印技術產業化、市場化進程，促（cù）進3D打印技術與傳統製造技術的有機結合（hé），2012 年10月，亞（yà）洲（zhōu）製（zhì）造（zào）業協會聯合華中科技大學、北京（jīng）航空航天大學、清（qīng）華大學等科研機構及相關企（qǐ）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（yìn）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（dǎ）印技術（shù）上下遊資源，引進和培育3D 打印技術及其產業（yè）化打下了良好的基礎。

      3. 3 我國在3D 打印製造技術研（yán）究開發和（hé）應用方麵與國外還存在一定差距

      截止2012 年底，全球大約1 /4 的3D 打印設備都在亞洲使用，其中，日本約占亞洲的（de）一半，中國約占1 /4。這個趨勢表明，3D 打印產品（pǐn）價值鏈的低（dī）端已經（jīng）向（xiàng）亞洲移（yí）動，主要是3D 打印技（jì）術的應用，而非創新。同時，在我國（guó）整個3D 打印（yìn）產業缺少龍頭產業的帶動作用，整體產（chǎn）業（yè）體量較小。另一方麵，中國製造業還處於粗放形式，各個環節對3D 打印技術帶來（lái）的衝擊認識不足。此外，在裝備製造和工藝控（kòng）製方麵，工藝控製（zhì）、工藝穩定（dìng）性、核心（xīn）元（yuán）器（qì）件等關鍵技術及產品有（yǒu）待突破; 在材料（liào）製備方麵，材料（liào）特性研究（jiū）、材料製備裝備開發有待加強; 在科研和產（chǎn）業化的（de）組織方麵，以企業為主體、產（chǎn）學研用相結合（hé）的組（zǔ）織模式需進一步完善。

      4 3D 打印製造技術對世界經濟的影響

      當前規模經濟是製造業的（de）典型特（tè）征，製（zhì）造以規模化大（dà）生產方式進行，需要大量的（de）固定工廠（chǎng）和設備投資，但是資源的製約、成本的提（tí）升使得規模經濟的優勢下（xià）降。而（ér）現實中，由於物聯網（wǎng）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（biǎo），從（cóng）分布式能源到雲計算、從工業機器人（rén）到3D 打印，這些（xiē）都是分布式的（de）具體應用，而通過分（fèn）布式之後重新組合的規模經（jīng）濟提升了資源利（lì）用率，降低了成本開銷，可以說是下（xià）一次工業革命的基本形態。

      4. 1 3D 打印製造技術有可能從（cóng）各個方麵徹底影（yǐng）響全球製造業（yè），使工廠化生產轉向社會（huì）化生產，大規模批量生產轉向（xiàng）本地（dì）化、個性化定（dìng）製生產3D 打印技術是個體化的最好體現，也是製造業（yè）可以采用的（de）生（shēng）產方式，它不是在某（mǒu）一個地方生產產品後再運至世界各地，而是能夠通過互聯網即時發送設計圖，並在需求所在地製（zhì）造產品（pǐn），拋棄（qì）了工（gōng）廠大規模製造的雷同形式，具有個性化、小型化、節約化的（de）特點（diǎn）。其真正革命之處在於它能在世（shì）界各（gè）地生產個性化的定製產品，設計和生產環節被不同（tóng）時間和空間細分，從而呈現出社（shè）會化特征（zhēng），而且設計和製造過程（chéng）的聯係將更加緊（jǐn）密。今後，製造一（yī）個產品並不難，難的是誰能夠設（shè）計出來，這種設計變成（chéng）一種個性化互動式的，變成創新與市場聯動，市場需要什麽就設計什麽，或者是設計新的產品很（hěn）快被市（shì）場接受，不僅大規模壟斷的生產模式會發生改變，需求多樣化、生產（chǎn）製造（zào）多樣化，而且（qiě）精密製造會深入（rù）到千家萬戶（hù），任何人都可以享受到精密製造的產品，它（tā）全麵超越了傳統集中型的（de）生產體係結構。 

      4. 2 3D 打（dǎ）印製造技術將創造（zào）新的商業模式，並改變現有產（chǎn）業結構

      目前，3D 打印技術已經在工業設計、模具製造等諸多領域得到廣泛應（yīng）用，展現出廣闊的應（yīng）用前景。隨著大規模批量生產轉向本地化、個性化定製生產（chǎn），3D 打印不僅會減少交通和物流（liú）成本，還會大幅降低固定資產投資，減少產品碳足跡和（hé）碳（tàn）排放。3D 打印可以使“及時（shí）生產方式”取代“及時物流”，使商業流程更節省成本並且更便捷，這有可能從根本（běn）上改變全（quán）球供應鏈，造成（chéng）工作崗位的重新分布，並改變企（qǐ）業與用戶之間的互動（dòng）方式。這意味著一些製造業可以遠離低（dī）成本勞動力聚（jù）集地，重返更靠近消費者的地方。這些變化都在不同程度（dù）上改變了經濟（jì）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（huì）帶（dài）來巨大的市場機遇，並成為（wéi）未來經濟增（zēng）長的重要（yào）源泉

      3D 打印技術帶（dài）來的機遇是巨大的，它會成為經濟增長的重要源泉（quán），可能使就業崗位向歐美（měi）發（fā）達國家回流（liú）。通過大量減少（shǎo）全球貨物運輸，使用可（kě）持續的新材料，它也會帶來顯著的環境效（xiào）益; 能大幅減少製造業的資本成本，使企業家（jiā）更加輕鬆地推出新創意; 能根據客戶及環境（jìng）的需求定製（zhì）產品，使客戶擁有前（qián）所未有的選擇度。據分析，未來最重要（yào）、最（zuì）有希望的3D 打印市場包括: 設計( 全球性（xìng）的數字化設計市場，通用設計圖和定製設（shè）計服務) 、家（jiā）用三維打印( 從數字化設計目錄直（zhí）接打印家用簡單物品，材料（liào）供應（yīng）和三維打印機維修（xiū）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（fú）務) 和材料（liào）( 開發新材料，從以石油為原料的丙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熟產業化的目標還需要較長時間去克（kè）服技術、經（jīng）濟和社會層麵的種（zhǒng）種挑戰

      3D 打印技術有可能是未來一二十年裏（lǐ）最具顛覆性的技術之一，但是將新技術轉化（huà）為新市場、新增長和新就業的過程是複雜的，有一（yī）係列的非技術障礙需要克服，包括從消費（fèi）者信（xìn）任的建立到有效的標準。而且，3D 打印技術生產（chǎn）過程慢，難（nán）以快速生產大（dà）批量產品，而（ér）未來複製有形產品的成本會更低，這有可能會打消企（qǐ）業開展3D 打（dǎ）印研發（fā）和設計的積極性，需（xū）要大力激勵企業在設計和申請專（zhuān）利的創意上進行投資，加強（qiáng）知識產權保護（hù）。此外，3D 打（dǎ）印引起的（de）顛覆性效果很可能因行業而異，如在服裝、工藝品和生活（huó）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; 而更加複雜的製造業部門則可（kě）能不會（huì）輕易地拋棄生（shēng）產裝配線，如在汽車行業，3D 打印會在零部（bù）件製造中發揮作用，但不大可能終結大規模生（shēng）產方式。

      5 3D 打印製造技術對我國（guó）結（jié）構轉型的影響

      5. 1 3D 打印製造技（jì）術對我國傳統製造（zào）業造成較大壓力

      第三次工業革命帶來的數字化製造旨（zhǐ）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現出更廉價、更（gèng）快捷（jié）並且更綠色環保的優（yōu）勢，我國（guó）廉價勞動力的優勢將（jiāng）隨之消失; 同時，3D 打印的廣泛應用使得整個產品研發過程都可以在企業內部進行，這將使研發周期縮短並（bìng）且很好地保護了設計方案，然而（ér），對於大量依（yī）靠模仿而生存且缺乏原創設計力量的中國微小企業（yè）來說這非（fēi）常不利（lì）。麵對（duì）第（dì）三次工業革命的挑戰，在3D 打印製造技術成熟之前，規模製造型企業、以勞動力和（hé）大（dà）型設備等為依托的傳統製造業地位還會存續一段時間（jiān），但隨著製造（zào）業數字化（huà）進程加（jiā）速，不具備創新能（néng）力的企業將麵臨淘汰。除了當前我國經濟發展的資源、環境、人力成本都在上升這一因素外，金融（róng）危機之後，發達國家提出的“再工業化”計（jì）劃也將導致我國低端產業麵臨著巨大壓力。

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

      在全球產業分工協作中，我國被定義為“製造者”而不是產品的“設計者”，是“工業大國（guó）”而非（fēi）“工業強國”。由於我國沒有完成（chéng）工業（yè）現代化，傳統的粗放式的工（gōng）業發展模式已經嚴重阻礙了生產力發（fā）展，產業（yè）升（shēng）級和結構轉型調整成為一項長期的艱巨任務。低端製造（zào）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（guó）必須要實施產業結構轉型調整來扭轉（zhuǎn）不（bú）利局麵。盡管3D 打印製（zhì）造技術會給我國經濟帶來一（yī）些負麵影響（xiǎng），但是該技術被認為是第三次工業革命的重要標誌（zhì），是（shì）高（gāo）端製造業實現的重要手段之一。產業結構轉型調整已經在國家層麵得到重（chóng）視，而在實（shí）際（jì）操作中由於各地區情況不同，進展緩慢。3D 打（dǎ）印技術（shù）的不斷成熟，能夠加速中（zhōng）國產業結構轉型調整的步伐，提升製造業水平，3D 打印技術的產業化可以為我國新型工業（yè）化、城鎮化建設和（hé）促進傳統產業的升級、優化產業結構發揮十分重要的引領作用（yòng）。

      6 我（wǒ）國3D 打印製造（zào）技術和（hé）產業未來（lái）發展建議

      3D 打印製造技術事關我國跟上第（dì）三（sān）次工業革命的（de）步伐（fá），關乎國家工業實力的（de）提升和國防重（chóng）大裝備製造能力的提（tí）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 打印製造技術的支持和引導，鼓勵3D 打（dǎ）印製造技術的發展和推廣應用。為此，建議:

      (1) 加強對3D 打印製造（zào）技術及產業創新工作的頂層設計，製定推進我國3D 打（dǎ）印技術（shù）開發應用的國家戰略。立足現有基礎，瞄準國際（jì）前沿（yán），把握產（chǎn）業技術發展方向，加強（qiáng）發展戰略研究（jiū），針對我國製造業發展的重大需求和我國工業轉型升級、發展智能製造業（yè）的時機，製定我國（guó）未來10—15 年的3D 打印製造技術發展路線路，對3D 打印產（chǎn）業進（jìn）行規劃和引導（dǎo），找到我國3D 打印產（chǎn）業的定位，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（yìn）製造技術的研發，帶動我（wǒ）國製造（zào）業的換代升級。推動國家科研計（jì）劃的緊密結（jié）合，加強對3D 打（dǎ）印製造技術的基礎理論（lùn）研究、技（jì）術創新研究和推廣應用的（de）有機（jī）銜接（jiē）。國家應製定專門的（de）科技戰略，鼓勵在有條件的大學、國家實驗室、企業工程中心加強（qiáng）研究和才人培養（yǎng）。聚焦航空航天、汽車模（mó）具、生（shēng）物醫療、電子製造等行（háng）業，重（chóng）點支持在關鍵技術領域開（kāi）展技術（shù）攻關，大力推動先進技術的推廣和應用，以此帶動我國製造（zào）業的全麵更新、改造、換（huàn）代和升級，加快產業結構的調整。

      (3) 加快培養3D 打印（yìn）製造時代的勞動力（lì）和創新領軍人才，充分（fèn）滿足未來製造業發展對（duì）人才（cái）的需求。3D 打（dǎ）印製造時代，全球製造業（yè）呈（chéng）現分布式、網絡化和扁平化的特征（zhēng），對勞動（dòng）力和人才的素質和能力以（yǐ）及如何培養人才（cái）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（chǎn）業發展（zhǎn）領軍人才、複合型人才的引進和培養，提高產業的自主（zhǔ）創新能力; 另一方麵，注重培養第三次工業革命（mìng）和3D 打（dǎ）印製造時代的勞動者及創新領（lǐng）軍人才。該時代的勞動者標誌是通過網絡獲得優質資源，具備大數據（jù）時代的自學習、自組織和知識加工（gōng）能力，並實現開發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3D 打印製造技術成果轉移轉化和產業化新機製，促進產業鏈、創新鏈和價值鏈的相互融合與發展完（wán）善。一個產業的興起不僅需要技術突破，還（hái）需要各個方（fāng）麵經濟技術條件的配套和支持，包（bāo）括市場培育、專業（yè）技（jì）術（shù）服務、基礎設施建（jiàn）設、相關產業的發展等; 此外，要想使整個產業充滿活力，還要構建（jiàn）靈活、完整（zhěng）的價（jià）值鏈，使得任何一個環節都可以創造價值並實現價值（zhí），順利實現企業的（de）進（jìn）入和退出，大（dà）大激發各類投（tóu）資主體和企業的進入，使得技術創新和產業（yè）鏈（liàn）的形成得以順利完成。在3D 打印製造技術（shù）創新的組（zǔ）織過程中，需進一步圍繞3D 打印的（de）材料製備、設計、軟件、工藝、裝備、管理（lǐ）及創意服務和應用的相關產業鏈部署創新鏈，加強產學研（yán）用相結合，突出企業研發的主體地位，積極支持建立（lì）產學研用相結合的3D 打印製造技術創新聯盟（méng），聚焦國內3D 打印製造技術研發優勢力量，共享資源（yuán），協（xié）同創新，加速科技（jì）成（chéng）果的轉移轉化和產業化，營造（zào）支（zhī）撐3D 打印（yìn）製造技（jì）術及產業又好又快（kuài）發展的良好（hǎo）環境，推進3D 打印技術創新體（tǐ）係建設，全麵提升3D 打印的產品價（jià）值鏈（liàn）。