中国3D打印产业发展深度分析.docx

中国3D打印产业发展深度分析1中国3D打印发展战略意义1.1提高工业设计能力传统的工业产品开发方法，往往是先开磨具，然后再做出样品，而运用3D打印技术，无需开磨具，可以把制造时间降低为以前的1/10到1/5,费用降低到1/3以下。一些好的设计理念，无论其结构和工艺多么复杂，均可利用3D打印技术，短时间内制造出来，从而极大地促进了产品的创新设计，有效克服我国工业设计能力薄弱的问题。1.2利于攻克技术难关3D打印可以为基础科学技术的研究提供重要的技术支持。在航天、航空、大型武器等装备制造业，零部件种类多、性能要求高，需要进行反复测试。运用3D打印，除了在研制速度上具有优势外，还可以直接加工出特殊、复杂的形状，简化装备的结构设计，化解技术难题，实现关键性能的赶超。1.3形成新的经济增长点随着3D打印的普及，“大批量的个性化定制”将成为重要的生产模式。3D打印与现代服务业的紧密结合，将衍生出新的细分产业、新的商业模式，创造出新的经济增长点。如自主创业者可以通过购置或者租赁低成本的3D打印设备（一些3D打印设备己低于1万元）,利用电子商务等平台提供服务，为大量消费者定制生活用品、文体器具、工艺装饰品等各类中小产品，激发个性化需求，形成一个数百亿甚至数千亿元规模的文化创意制造产业，并增加社会就业。2中国3D打印产业发展现状2.1行业发展态势国内3D打印领域顶尖专家、中国工程院院士卢秉恒在“上交会"3D打印技术论坛上表示，目前3D打印技术在工艺装备、材料研究、工程应用方面还有很大的创新空间。未来国内3D打印材料创新研究方面将涉足高介电陶瓷等超颖材料，应用领域将主攻航空航天制造、活性器官再造等。自从8日"上交会"一开幕，3D打印专区就一跃成为最受热捧的参观场馆。而举行的3D打印技术专业论坛同样吸引了大量专业听众，令场地内“一座难求二卢秉恒表示，外界对3D打印技术应该保持相对适当的期望值。目前的3D打印技术适用场合仍较窄，如更适合单件小批复杂零件；难加工、难变形材料；快速响应、不计成本等场合。虽然国内3D打印技术科研水平已位于世界前列，但在工艺装备、工程应用方面还有长足的发展空间。卢秉恒认为，对于3D打印技术需要制定技术发展路线图，规划基础研究、产业化、工程应用的发展路线，从而使其真正产业化。制定3D打印件强度标准、打印材料拓展、提高制造精度等，都是业界目前最希望突破的技术瓶颈。卢秉恒表示，未来的研究突破方向包括材料和应用领域两大部分。目前打印材料多为光敏树脂、金属粉末,应用范围存在较大的局限性。未来或将打破“先制材料后成型"的传统研究思路,制造出碳化硅复合材料零件，乃至研究使用高介电陶瓷等超颖材料。至于应用领域，目前国家大力发展包括大飞机在内的高端装备制造业，所需构件普遍具有高性能、难加工、复杂等特点，这恰恰是3D打印技术最大的优势。近期，科技部公布的国家高技术研究发展计划（863计划）以及国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南中，3D打印产业首次入选。卢秉恒认为，国家对3D打印技术在航空航天领域的应用研究己给予较多支持。未来3D打印产业还有可能分享到智能制造行业的扶持政策。此次“上交会”上，己有不少企业展示了3D打印的人工骨骼、牙齿等模型，反映出生物医疗领域是3D打印另一重要应用方向。记者了解到，西安交通大学正在联合有关医学研究机构研究人工肝脏等活性器官再造课题，更长远的目标将直指细胞打印。尽管3D打印向世人展现出革命性的技术进步，卢秉恒却坚持认为传统技术仍有强劲生命力。增材制造（即3D打印）应该与传统技术优选、集成，彼此是相互补充的关系。2,2产业规模状况国内3D打印技术起步晚。但是自3D概念一出，立即受到了热捧，3D打印技术近年来在国内日趋升温。据三胜产业研究中心统计，2012年中国3D打印市场规模约为10亿元，2013年翻了一番达到20亿元。但是与美国、德国等发达国家相比，中国的3D打印产业仍处于起步阶段，国内3D打印应用仍主要停留在科研阶段，并未实现在工业及个人消费领域大规模推广。2.3企业格局分析目前，国产3D打印企业还处在发展上升期。3D打印设备的研制生产主要有2种形式，一种是以北京殷华、陕西恒通智能机器、湖北滨湖机电为代表的部分企业，依托高校研究成果，对3D打印设备进行产业化运作，实现了整机生产与销售；另一种是以南京紫金立德为代表的部分企业，采取引进技术与自我开发相结合的办法，实现了3D打印机的整机生产和销售。虽然部分公司生产的便携式桌面3D打印机的价格己具备国际竞争力，成功进入欧美市场，但是这些企业普遍规模较小，产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于中低端水平，打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以较好满足商用需求。部分东部发达地区企业采取购入3D打印设备，专门为相关企业的研发、生产提供服务。其服务范围涉及设计模具、样品制作、辅助设计、文物复原等领域，取得了良好的经济效益。同时，在政府推动和利益驱动下，部分产业链上游企业也纷纷考虑投资开发3D打印设备生产和服务，3D打印企业的数量和规模将进一步扩大。2.4市场成本水平就技术的经济性而言，被市场质疑较多的还在于3D打印较高的直接制造成本。从现阶段，3D打印制造的成本构成来看，设备和材料占据主体部分。但二者在随着技术的发展和市场规模的扩大，都存在较大的下降空间；有望在未来带动直接制造成本的下降。设备折旧生产的单位产品的制造成本主要取决于两个方面：1）设备本身的购置成本；2）设备的制造速度.从历史数据来看，商用3D打印设备的销售价格呈现不断下降的趋势。同时，主要的3D打印设备供应商，打印机的销售毛利率仍然保持稳定。我们判断，这是由于技术进步导致制造成本下降，从而引发价格下降。具有较强的稳定性和持续性。就制造速度而言，以激光烧结为例，最初的加工速度大致是6ccmh,现阶段平均制造速度在11-12CCm/h。而基于超声波焊接（UAM）工艺的3D打印速度可以达到492ccmh,制造速度的提高带来单位部件制造成本的降低。此外，另一个直接制造成本的重要组成部分来源于打印材料。现阶段，3D打印材料的主要类型是塑料，液态树脂和金属粉末。3Dsystems和Stratasys公司主要供应的前两种材料。从公司材料的销售毛利率来看，近些年，来基本保持在50%以上，就利润空间而言，还有较大的下降空间。就金属材料而言，以3D打印领域使用最为广泛的钛、铝和不锈钢为例。如图5所示，普通金属材料与用于3D打印的金属材料相比存在着巨大的价格差距。而这类3D打印材料的制造成本构成中，比例最大的部分还是普通的基础材料。因此，利润空间巨大。长期来看，价格也存在较大的下降空间。3中国3D打印产业供需主体分析3.1市场供给主体状况国内快速成型技术的研发工作始于20世纪80年代末，在时间点上和国际上保持一致，至今已经形成了北航、华中科大、西安交大、清华大学四大研发中心，在科研水平上公认己经达到国际一流水准。北航的王华明教授团队是目前世界上少数能实现激光快速成型飞机用钛合金承力结构件的研究机构，并且是唯一一家己经实现装机的单位；华中科大的史玉升教授团队在2012年研制出世界最大的激光快速成型设备（L2xL2m工作面SLS）。西安交大和清华大学研发团队也掌握了SLA设备的关键技术。在技术引入方面，英国伯明翰大学教授、澳大利亚国家轻合金研究中心主任吴鑫华教授等国际快速成型专家近年来也开始与国内企业展开技术合作，加速了国内激光成型产业的成熟。在科研成果转化方面，国内几家科研机构也相继迈出了产业化的脚步。依托于华中科大的滨湖机电以及背靠华南理工的北京隆源己经形成了千万年产值的规模，累计销售SLS双双突破200+台，客户遍布汽车、发动机、航天、船舶、泵业、机械、医疗等行业，包括东风汽车、凯泉泵业、山河智能、玉柴等诸多知名企业。北航团队产业化的突破口在于下游大型铸锻件的加工制造，在2010年和2012年分别与中航重机、南风股份合作成立子公司，依靠两个合作伙伴在军工航天、核电火电行业的优势资源锁定未来需求。两家公司对合作项目投入均较大，分别规划在2015年前达到5亿元的体量。国产快速成型技术已经走出实验室，无论在民品市场还是军品市场都持续得到验证。扎实可靠的技术积累是国内快速成型产业爆发的坚实基石。3.2市场消费主体分析在现阶段，3D打印在国内最大的三块需求分别来自民用消费、工业设计和航天军工。在民用板块，桌面级3D打印机的引进有望撬动消费需求，打开大众娱乐的大市场；在工业设计板块，对于模具制作的效率和精度的要求不断上升，中小型3D打印设备有望成为工业设计人员的"标配"；受益于国产飞机产业腾飞及国家军费投入增加，航天军工领域有望成为大型快速成型设备的最大增长点,另外核电建设的高峰期即将到来，也将对快速成型产业的壮大提供有利条件。3D打印是典型的"供给创造需求"的产业，在适当产业政策的引导下，3D打印的市场需求潜力无限。民用：大众娱乐、医疗有望成为亮点在世界范围内，3D打印机家用化、娱乐化正在成为一种潮流。在2012年美国CES展上,世界最大的3D打印机公司3DSystems展出了最新家用Cube系列，惠普、MakerBot等公司也均有类似产品面世。桌面级3D打印机售价低廉，最低仅为100O-2000美元，贴近大众消费水平，业界普遍期待它能复制家用电脑、苹果手机等消费电子产品的成功故事，成为下一个改变消费者习惯的“大产品"。仅2011年一年的时间，全球个人3D打印机的销量就翻了四倍。在国内，3D打印的大众消费市场也正在形成中，近期北京开出的全国第一家3D打印馆就是一个印证。事实上，南京紫金立德、杭州先临三维等一些国内企业已经开始涉足桌面级3D打印机的生产，一条崭新的消费电子产业链呼之欲出。同时，看好3D打印技术在医疗领域的应用。医疗是一个个性化很强的市场,病人之间显著的个体差异性为3D打印技术提供了广阔的市场空间。随着桌面级3D打印技术的成熟，3D打印已经在外科手术、口腔科、五官矫正、医学实验等方面得到了应用，成功打入了国内一线城市的医院市场。可以预见，在未来十年中国医疗产业蓬勃发展的进程中，3D打印机作为一种重要的辅助设备将拥抱更广阔的市场空间。模具设计：制造业提升效率的必然选择如之前分析，3D打印在小批量物件制造方面具有无可比拟的效率，尤其适合制作模具。以制作一件28x15x7cm的复杂零件为例,传统制模需要花费30天、1万元成本，使用FDM快速成型仅需要40小时、3000元。并且，3D打印允许更多试错的过程，是工业设计师的理想辅助设备。在国外，3D打印设备已经成为汽车厂缩短模具研发周期的必备利器。在国内，华中科大的研究团队已经在模具开发方面完成了数个里程碑式项目，如为东风汽车成型发动机缸盖上水套砂芯、为玉柴机器成型六缸发动机缸盖砂芯、为北京卫星制造厂提供模型成型等。国内泵业龙头上海凯泉公司通过滨湖机电的SLS设备制模，成功进入核电站泵领域。判断，3D打印技术未来几年将对传统模具制造业将产生大规模的替代，国内中小型3D打印设备将迎来采购高峰期。航天军工：未来最大的一块市场蛋糕现代飞机的设计越来越显现出轻量化、复杂化的趋势，这就对机身结构件提出了两个在传统焊接工艺条件下看似矛盾的要求：钛合金的含量上升，在一些新型飞机里的比例达到了30%以上（F-22高达41%）；耐疲劳度高，承力能力好。然而如果使用激光快速成型技术，就可以完美实现这两个目标：北航王华明教授团队用这种工艺一次成型的钛合金承力结构件被证明比分段锻造、焊接在强度上要提升20-30%,并且可以轻松实现各种复杂造型。这一关键技术的突破不仅使得中国在飞机结构件制造领域领先世界（美国至今仍使用分段铸造），更重要的是加快了新一代战斗机和国产大飞机的产业化进程。对于大飞机和某些特定型号新型战斗机来说，3D打印技术是不可缺少的"必需品”，这就为未来在航天军工领域的产业化锁定了需求空间。在军工方面，近年来我国国防开支迅速上升，近期南海局势的微妙变化更是为军工产业提供了催化剂。根据光大证券军工小组的估算，我国前三代战斗机保有量超过2000架。去年国产第四代隐形战斗机（歼-20、歼-31）成功首飞，未来几年国产战斗机的更新换代必然将加快，相应地对于3D打印钛合金结构件的需求也将迅速膨胀。假设到2015年第四代战斗机交付50台，以每架需要钛合金结构件4700公斤（包含起落架三大构件、机身主起对接框、主承力加强框、起落架对接框）计算，战斗机市场容量可达29亿元（年均需求约10亿元）。在民用航空方面，美国波音公司预测未来20年中国共需要采购约3710架民航飞机，其中94%都是单通道以上的大飞机。而国产大飞机项目是中国“十二五”规划的一个重点项目，首款单通道大飞机C919样机已经制造完成（机头采用3D打印钛合金结构件），计划在2013年形成量产能力、2014年首飞、2016年交付。目前C919的国内外订单总数己经达到380架，如果后期量产的进度顺利,3D打印结构件订单有望在2015年前后出现井喷。C919只是一个开始，商飞项目后续可能开发的双通道大型客机等品种使用3D打印技术也是大概率市场，航空航天市场的远期市场空间可能超过军工市场。核电：赶上这一班高速列车截至2012年底，中国有7个核电站投入运营、总装机达1257千瓦，同时在建核电装机容量约3397千瓦。但根据最新出台的能源发展“十二五”规划，2015年前将达到装机4000万千瓦、在建1800万千瓦的目标，这意味着未来3年时间里还将有约1200万千瓦的装机容量开工建设（以三代核电装常的1000万千瓦/个计算，新建核电装珞12个）。从这个角度来看，未来三年还将是核电设备制造订单较为饱满的时间段=由于核电铸锻件、泵阀等部件属于小批量、高标准、个性化的制造模式，非常适合激光快速成型技术的应用.一台100万千瓦的核电装常造价约为180亿元，其中约20-30%为铸锻件成本（40-60亿元），未来三年核电铸锻件总时长容量将超过500亿元，年均+160亿元。上市公司南风股份已经开始布局核电级铸锻件的激光快速成型产业，假设最终占据3%的市场份额，2015年就可达到5亿元产值的目标。考虑到快速成型铸锻件也可应用于超临界、超超临界火电等市场,这一目标实现的概率较大。4中国3D打印产业化分析4.1产业化发展态势近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，初步取得成效。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、华南理工大学、北京航空航天大学、西北工业大学等高校，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，开展了积极的探索，己有部分技术处于世界先进水平。其中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能要求，有望率先应用于航天、航空装备制造；生物细胞3D打印技术取得显著进展，己可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。目前，依托高校的研究成果，对3D打印设备进行产业化运作的公司实体主要有：北京殷华（依托于清华大学）、陕西恒通智能机器（依托西安交通大学）、湖北滨湖机电（依托华中科技大学）。这些企业都己实现了一定程度的产业化，部分企业生产的便携式桌面3D打印机的价格已具备国际竞争力，成功进入欧美市场。一些中小企业成为国外3D打印设备的代理商，经销全套打印设备、成型软件和特种材料。还有一些中小企业购买了国内外各类3D打印设备，专门为相关企业的研发、生产提供服务。其中，广东省工业设计中心、杭州先临快速成型技术有限公司等企业，设立了3D打印服务中心，发挥科技人才密集的优势，向国内外客户提供服务，取得了良好的经济效益。在家用电器、汽车配件、通信技术、航天、军工等领域，3D打印技术被越来越多应用到产品研发和生产中。在医疗领域，国内高水平的医院使用3D打印技术，为患者提供定制的牙齿和骨骼替代物以及具有仿生性能的体内植入物。在教育领域，我国有很多高校购买了3D打印设备，开展多个学科的教学和研究工作。目前，中国已成为美国、日本、德国之后的3D打印设备拥有国。4.2产业化发展路径（一）指导思想坚持走新型工业化道路，推动信息化与工业化深度融合，面向国民经济重点产业的转型升级和战略性新兴产业培育发展的需求，以实现制造过程的数字化和制造模式转变为目标，以突破关键核心技术为支撑，以推进3D打印装备的研发和产业化为核心，以提升3D打印装备集成创新能力为重点，促进示范应用推广，调整优化产业组织结构，增强产业国际竞争力。（二）基本原则1.坚持市场导向与政府推动相结合遵循市场经济规律，充分发挥市场需求的导向作用和市场优化配置资源的基础性作用，突出企业发展3D打印装备及服务的主体地位。积极发挥各级政府部门在规划制定、组织协调、政策引导、市场环境改善中的重要作用。2.坚持重点突破与整体推进相结合选择基础条件好、应用面广、带动作用强的3D打印装备，加大支持力度，重点予以突破，培育和发展一批具有国际先进水平的产品和知名品牌，辐射和带动产业的整体发展。3.坚持研究开发与示范应用相结合围绕重点领域的应用需求，加强3D打印设计软件、材料、装备的研究开发，大力推进3D打印装备的示范应用推广。4.坚持装备制造与服务增值相结合大力推进3D打印装备企业在产品设计、原型制造、材料供应、设备租赁、再制造等方面开展增值服务，促进3D打印装备企业由加工制造型向生产服务型转变。鼓励服务型企业与3D打印装备生产企业加强合作，不断拓宽应用市场，实现快速发展。（三）发展路径遵循“政府引导、市场主导、创新突破、引领产业”的基本原则，前瞻布局关键核心技术、重点推进3D打印装备的产业化。考虑到我国现有的产业基础及技术水平，3D打印产业的发展可分两步走：到2015年，全面推进面向产品设计、原型制作、消费品生产等领域的3D打印产业规模化发展，重点推进面向航空航天、汽车、生物医疗等功能零部件领域的3D打印技术研发及产业化；到2020年，全面推进面向功能零部件的3D打印技术产业化，在航空航天、军工、高档汽车等重点领域实现直接零部件生产，形成与世界工业发达国家在3D打印领域全面抗衡的能力。4.3产业化政策建议（一）增强自主创新能力鼓励原始创新，推进学科交叉研究。把握3D打印技术国际发展趋势，加强3D打印基础理论方面的研究，联合计算机、材料、机械、控制、生物等多学科人才参与，实现交叉攻关与创新，重点攻克3D打印技术的相关基础理论与成形微机理。具体包括：3D打印用材料力学、热学、化学和物理特性研究；3D打印过程中离散材料致密化、形变及性能演变规律；3D打印过程中零件变形及抑制原理等。加强平台建设，突破关键共性技术。依托高等院所、科研院所和骨干企业,有效整合国内二十多年取得的研究成果，健全关键共性技术研发体制机制，支持建设一批产业技术开发平台和技术创新服务平台，重点突破材料制备技术、材料模型构建技术、工艺技术、工艺环境控制技术、复合工艺技术等关键共性技术。（二）形成完整的产业链推动建立由企业、科研院所和高校共同参与的3D打印产业创新战略联盟，重点突破激光器、精密光学器件、高精度传动与控制系统、工业喷嘴/喷头等关键核心零部件。开展3D打印软件开发、材料制备、工艺控制、装备生产、服务的系统性整体攻关，形成完整的产业链。（三）开展应用示范推广建立以市场需求为导向，研究机构、装备生产企业、用户企业共同参与的产业化机制，共同开发3D打印装备，设立专项研发奖励资金，鼓励金融机构开展多种形式的首台套保险业务。在全国范围内筛选技术条件好、应用需求大的代表性省市建立3D打印应用示范基地,推进3D打印技术与传统制造技术的有机融合。重点选择在航空航天、汽车模具、生物医疗、日常消费品生产等领域推广应用，分步骤、分层次开展应用示范，形成通用性、标准化、自主知识产权的应用平台，加快推进产业、技术与应用协同发展。（四）加强国际交流合作立足我国的市场需求，开展高水平的国际合作，加强与美国、德国、英国等欧美发达国家相关高校、科研院所和企业合作，提升我国3D打印技术水平。积极探索对外合作新模式，鼓励国外3D打印企业在我国设立研发机构，支持国外企业和国内企业联合开展3D打印技术的研发，支持国内企业培育国际化品牌，开展国际化经营，多层次参与国际合作，融入全球3D打印产业链。积极参与国际3D打印行业标准制订，推动我国领先领域的国内标准成为国际标准。（五）建立产业政策支撑体系一是设立国家3D打印重大专项，探索相关财政补贴与税收优惠政策。充分利用现有政策渠道，加大对3D打印技术研发和产业化的支持力度。统筹国家基金、"863计划"、"973计划"及各省部级资助计划,分别对3D打印技术的基础理论研究、成果转化、重大装备及应用、区域示范应用推广等分层次资助。鼓励3D打印装备生产及服务企业与金融机构密切合作，支持符合条件的企业在中小板、创业板首次公开发行并上市。支持企业利用资本市场开展兼并重组，加强企业兼并重组中的风险监控，完善对重大企业兼并重组交易的管理。二是完善技术人才引进与培养政策。将3D打印技术纳入相关学科建设体系,培养3D打印技术人才。加强3D打印高端人才的引进，吸引海外留学人员回国创新创业。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行技术和应用的培训。在中小学及科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。三是完善市场培育、应用与准入政策。加大3D打印装备在产品设计、教育科研、文化创意、国防军事等市场培育与引导力度，培育发展新业态。建立增材技术标准和技术规范，研究制订3D打印用材料标准、3D打印工艺规范、3D打印零件性能标准。制定发布3D打印软件、材料、装备发展指导目录。严格实施行业准入条件，加强行业的准入与退出管理。四是进行必要的行业监管。针对3D打印的设计软件下载、材料制备、设备生产等全产业链，研究出台相应的政策法规，强化对3D打印的监管。加强对互联网3D打印设计软件的监测，并将监测结果及时通报相关部门，并按照相关部门指令，及时处置境外网上3D打印相关有害信息，如屏蔽3D打印枪械设计软件的下载等。强化对3D打印设备的监管，将零件3D打印的过程与特定的设备和几何模型数据进行标识和绑定，以控制模型数据的扩散、保护数据知识产权，同时也可用来对特定设备或数据流向进行监管。5中国3D打印产业集群发展阶段分析5.1研发机构+企业产业集群第一阶段，研发机构（或团队、个人）+企业产业集群。这里的“产业集群"并非真正意义上的产业集群，"产业集群"仅仅包含"研发机构+企业”，"研发机构+企业”扮演了整个产业集群的功能。5.2技术溢出产业集群“技术溢出产业集群”模式，以3D打印企业为核心，进行纵向与横向技术溢出，构建以技术溢出为基础的产业集群。纵向技术溢出是向集群内产业链上下游的技术溢出：横向技术溢出是向集群内产业链同一环节的技术溢出，如工业级3D打印机技术向民用级技术溢出，是打印机生产适合市场需要，多元化发展。5.3分工型产业集群“分工型产业集群"，核心企业处于“做减法”状态，把企业内生产环节剥离出去形成新的企业，最终只保留具有核心技术或核心价值的部分。目前国内3D打印产业集群的发展还处于第一阶段。典型例子是上述依托华中科技大学成立的武汉滨湖机电：旨在构建3D打印产业集群的武汉光谷3D打印产业园，华中科技大学与武汉滨湖机电就是其中的主导力量。另一个例子是湖南华曙高科，该公司也扮演了整个产业集群中的每一个角色一一一在做激光烧结3D打印设备的同时，把材料研发放在至关重要的战略地位，成为能同时提供自主制造设备原材料和终端产品制造服务的企业。6中国3D打印行业发展面临的问题及对策6.1国内外行业差距从2012年设备数量上看,美国目前各种3D打印设备的数量占全世界40%,而中国只有8%左右。国内3D打印在过去20年发展比较缓慢，在技术上存在瓶颈。1）材料的种类和性能受限制，特别是使用金属材料制造还存在问题。2）成形的效率需要进一步提高。3）在工艺的尺寸、精度和稳定性上迫切需要加强。随着美国“再工业化、再制造化”的口号呼喊，3D打印所打造的少劳动力制造将给美国极大的动力去发展。中国与美国的差距主要表现在：D产业化进程缓慢，市场需求不足：2）美国3D打印产品的快速制造水平比国内高:3）烧结的材料尤其是金属材料，质量和性能比我们好；4）激光烧结陶瓷粉末、金属粉末的工艺方面还有一定差距；5）国内企业的收入结构单一，主要靠卖3D打印设备，而美国的公司是多元经营，设备、服务和材料基本各占销售收入的1/3。在全球3D模型制造技术的专利实力榜单上，美国3DSystems公司、日本松下公司和德国EOS公司遥遥领先。展望未来，3D打印是以数字化、网络化为基础，以个性化、短流程为特征，实现直接制造、桌边制造和批量定制的新的制造方式。其生长点表现在:与生物工程的结合，与艺术创造的结合，与消费者直接结合。目前，在欧美等发达国家，3D打印技术的应用已较为广泛，大到飞行器、赛车，小到服装、手机外壳、甚至是人体组织器官。尤其在一些交叉学科领域中，3D打印的应用更加明显。6.2行业存在的问题3D打印产业正成为投资热点。不少原来从事数字化技术、材料技术、精密机械技术的企业纷纷考虑投资开发3D打印设备生产和服务。目前，我国3D打印产业处于起步阶段，存在一系列影响3D打印产业快速发展的问题。第一，缺乏宏观规划和引导。3D打印产业上游包括材料技术、控制技术、光机电技术、软件技术，中游是立足于信息技术的数字化平台，下游涉及国防科工、航空航天、汽车摩配、家电电子、医疗卫生、文化创意等行业，其发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产性服务业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。但在我国工业转型升级、发展智能制造业的相关规划中，对3D打印产业的总体规划与重视不够。第二,对技术研发投入不足。我国虽已有几家企业能自主制造3D打印设备，但企业规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多环节，存在较大缺陷，难以完全满足产品制造的需求。而占据3D打印产业主导地位的一些美国公司，每年研发投入占销售收入的10%左右。目前，欧美一些3D打印企业依托其技术优势，正加紧谋划拓展我国市场。我国对3D打印技术的研发投入与美国有较大差距，占销售收入的比重很少。第三，产业链缺乏统筹发展。3D打印产业的发展需要完善的供应商和服务商体系和市场平台。在供应商和服务商体系中，包含工业设计机构、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3D打印企业还处于“单打独斗"的初级发展阶段，产业整合度较低,主导的技术标准、开发平台尚未确立,技术研发和推广应用还处于无序状态。第四，缺乏教育培训和社会推广。目前，我国多数制造企业尚未接受“数字化设计"、“批量个性化生产"等先进制造理念，对3D打印这一新兴技术的战略意义认识不足。企业购置3D打印设备的数量非常有限，应用范围狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中，缺乏与3D打印技术相关的必修环节，还停留在部分学生的课外兴趣研究层面。6.3产业快速发展建议当前，全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家为解决近年来制造业竞争力下降的难题，大力倡导“再工业化、再制造化"战略，提出智能机器人、人工智能、3D打印技术是实现数字化制造的关键技术，并希望通过这三大数字化制造技术的突破，巩固和提升制造业的主导权。虽然3D打印等数字化制造的核心技术仍处在发展的初级阶段，产业还不成熟，但在产品设计、复杂和特殊产品生产、个性化服务等方面已显示其独特优势。所以,我们应充分认识智能制造、数字化制造对我国的深刻影响，加快3D打印产业的发展，推动我国由“工业大国”向"工业强国”转变。（一）发展3D打印产业，可提升我国工业领域的产品开发水平，提高工业设计能力传统的工业产品开发方法往往是先做模具，然后再做出样品，而运用3D打印技术，无需模具，就可以把制造时间降低为以前的1/10到1/5,费用降低到1/3以下。一些好的设计理念，无论其结构和工艺多么复杂，均可以利用3D打印技术短时间内制造出来，从而极大地促进产品的创新设计，能够有效克服我国工业设计能力薄弱的问题.（二）发展3D打印产业，可生产出复杂、特殊、个性化的产品，有助于攻克技术难关3D打印技术可为基础科学的研究提供重要的技术支持。在航天、航空、大型武器等装备制造业，零部件种类多、性能要求高，需要进行反复测试。运用3D打印技术，既在研制速度上具有优势，还可以直接加工出特殊、复杂的形状，简化装备的结构设计，化解技术难题，实现关键性能的赶超。在生命科学的研究和应用中，3D打印以"细胞打印”、"仿生定制"等形式出现，把标准化、自动化的机械加工业生产方式，应用到生物工程、生物制药和临床医学等领域，已取得丰硕成果。以生物组织为原材料的制造业，有望成为高端制造业的重要组成部分。发展3D打印技术，将促进我国在生物能源开发利用、生物和化学药剂试验、人体组织和器官再造等领域取得技术进步。（三）发展3D打印产业，可形成新的经济增长点，促进就业随着3D打印技术的普及，“大批量的个性化定制”将成为重要的生产模式。3D打印技术与现代服务业的紧密结合，将衍生出新的细分产业、新的商业模式，创造出新的经济增长点。如，自主创业者可通过购置或租赁低成本的3D打印设备（一些3D打印设备己低于1万元），利用电子商务等平台，为大量消费者定制生活用品、文体器具、工艺装饰品等各类中小产品，激发个性化需求，形成一个数百亿甚至数千亿元规模的文化创意制造产业，并增加社会就业。6.4行业政策建议（一）制定3D打印产业发展规划，促进其优先发展建议将3D打印技术定位为生产性服务业、文化创意、工业设计、先进制造、电子商务及制造业信息化工程的关键技术和共性技术，将该产业纳入优先发展产业及产品目录。在财税金融政策上，鼓励企业投资、研发、生产和应用3D打印技术，支持3D打印设备的进出口。（二）加强3D打印产业联盟、行业协会建设，推动产业协同发展积极引导工业设计企业、3D数字化技术提供商、3D打印机及材料研发企业和机构、3D打印服务应用提供商组建产业联盟，利用有关学会、协会的平台加强研讨和交流，共同推动3D打印技术研发和行业标准制定。促进3D打印技术发展的市场建设，包括3D打印电子商务平台、3D打印数据安全和产权保护机制、3D打印技术及关联项目投融资机制等，促进产业可持续发展。（三）加大科技扶持力度，提升3D打印技术水平设立3D打印产业专项基金，重点推进数字化技术、软件控制、打印装置、材料技术等关键技术的研发。在研发扶持中，要注意建立公平、公正的研发绩效评估体系，鼓励各研发主体探索不同的技术路径。加强对3D打印产学研合作的支持，特别对实施产业化的企业在市场销售、推广上给予政策支持。（四）加强教育培训，促进3D打印技术的社会化推广将3D打印技术纳入相关学科建设体系，培养3D打印技术人才。依靠行业协会、博览会、论坛等组织形式进行3D打印技术和应用的培训。在科技馆、文化艺术中心、青少年活动中心等公共机构进行3D打印技术的展示、宣传和推广。发展3D打印服务机构，推广3D打印技术应用，为发展3D打印产业积累应用经验。