近（jìn）年來，借著新一輪科技革命（mìng）和產業變革的東風，3D打印步入快速發展期（qī）。未來，3D打印將朝著速度更快、精度更高、性能更優、質量更（gèng）可靠的方向發展，成（chéng）為一股強大的科技力量。

　OFweek3D打印網訊 作為工業4.0時代最具發展前景的（de）製（zhì）造技術之（zhī）一，3D打印（yìn）技術已經進入醫（yī）療、建築、航天、教育、機（jī）械工業等產業領域，而它對（duì）於生產方式的變革（gé），很有可（kě）能進一步顛覆今天的商業模式。

　　無論（lùn）你身處哪個行業，作為企（qǐ）業的領導者和管（guǎn）理者，必須時刻關注3D打印技術的現狀和趨勢。下麵這篇文章，為我們揭曉了3D打（dǎ）印產業未來發展的十大方向。

 

　　20世紀80年代後期，3D打印機的橫空出世，開啟了增（zēng）材製造新時代。

　　近（jìn）年來，借著新一輪科技（jì）革命和產業變革的東（dōng）風，3D打印步入快速發展期。世界各國紛紛將其作為（wéi）未來產業發（fā）展新的增長點（diǎn）加以培育，如2012年（nián）美國將“增材製造（zào）技術中心”確定為首個製造業創新中心(後更名為“美國（guó）製（zhì）造”)，歐盟、日本、韓國（guó）、新加坡、俄羅斯、南非、印度等國也（yě）通過各種（zhǒng）措施（shī）推進3D打印（yìn）產業發展。我國的3D打印技術與世界先進水平基本同步，但產業化仍處於起步階段。

　　未來，3D打印將朝著速度（dù）更快、精度更高（gāo）、性能更優、質量更可靠的方（fāng）向發展，成為一股強大的科技力量（liàng）。

　　趨勢（shì）一：桌（zhuō）麵級市場已陷入“紅海”，掘金工業級正當時

　　近幾年，桌麵3D打印機“叫好又叫（jiào）座”，銷量呈現大幅增長，而工業級3D打（dǎ）印機則略顯慘淡。

　　根據大數據公司CONTEXT的數據（jù），2015年全球桌麵3D打印機銷量增長了33%，工業級3D打印機則下降（jiàng）了9%；2016年上（shàng）半年全（quán）球（qiú）桌麵3D打（dǎ）印機同比增加（jiā）15%，工業級3D打印機卻減少15%。桌麵3D打印機門檻（kǎn）低、設計簡單，是企（qǐ）業進軍3D打印領域的較好入口。

　　但經過多年的發展，桌麵（miàn）級市場競爭已近“白熱（rè）化”，加之利潤小、精度低、實用（yòng）性不（bú）佳，天花板效應明顯。而工業級市場契合了智能製造（zào）的理念，可廣（guǎng）泛運用於汽車、航空航天、機械（xiè）工業、醫療等市場需求大（dà）、發展潛力大的領域，隨著（zhe）技術的逐（zhú）漸成熟和成本的不斷降低，將會爆發出難以想象的巨（jù）大能量。

　　2015年底，全球3D打印巨（jù）頭3D Systems公司宣布停（tíng）產消費級桌麵3D打（dǎ）印機，轉向更（gèng）賺（zuàn）錢的專業級和工業級市場；2016年初，國內3D打印技術大咖西通電子在珠海宣布全麵（miàn）進軍工業級3D打印領域。

　　趨勢（shì）二：金（jīn）屬3D打印領域快（kuài）速發（fā）展，應用端空間漸打開

　　金屬3D打印被（bèi）稱為“3D打印王冠上的明珠”，是（shì）門檻最高（gāo）、前景（jǐng）最好、最前沿的技術之一。同樣來自CONTEXT發布的數據，2015年全球金（jīn）屬3D打印機銷量增長了35%，2016年（nián）上（shàng）半年同比增長17%，可以說是工業級3D打（dǎ）印領域逆勢上漲的一朵“奇葩（pā）”。

　　在（zài）汽（qì）車製造、航（háng）空航天等高精尖領域，有（yǒu）些零（líng）部件形（xíng）狀複雜、價格昂貴，傳統（tǒng）鑄造鍛（duàn）造工藝生產不（bú）出來（lái）或損耗較大，而金屬3D打印則能快速製（zhì）造出滿足要求、重量（liàng）較輕的產品（pǐn）。

　　2015年11月（yuè），奧迪公司使用金屬3D打印技術按（àn）照1：2的比例製造出了Auto Union(奧迪前身)在1936年推出的C版賽車的所有金屬部件；2016年9月，GE斥（chì）資14億美元收購了瑞典Arcam公司和德國SLM Solutions集團兩大金屬3D打印巨頭，加快布局3D打印航空發動機零部件業（yè）務。此外，醫療器械、核電、造（zào）船等領域對金屬3D打印的需求也十分旺盛，應用端市（shì）場正逐漸打開。

趨勢三：3D打印產業化還需時日，“增”“減”製造長期共存

　　3D打印采用增材製造技術，是對（duì）以“減材製造”、“等材製造”為基礎的傳統製造業的（de）創新與挑戰，但並不是非此即彼的（de）關係，而是並存互（hù）補的關（guān）係。

　　從曆（lì）史看，傳統製（zhì）造業經過了幾千年的積累（lèi）和發展，技（jì）術、工（gōng）藝、材料等已經非常成熟，而3D打印則是一個新生事物，隻有30多年的發展曆程，在速度、精度、強度等方麵還有諸多限製。從現狀看，當前3D打印市場（chǎng）份額十（shí）分有限，專業谘詢機構Wohlers Associates發布的數據顯示，2015年全球3D打印市場規模為51.65億美元，至2020年將達到212億美元，而這與數十萬億美元的製造業市（shì）場相比，還微乎其微。

　　相比傳（chuán）統製造，3D打印研發周期（qī）更短、用（yòng）料更省，在小（xiǎo）批量、個性化定製等方麵優勢明顯（xiǎn），但在大規模生產方（fāng）麵存在著許多不足之（zhī）處。增材（cái）製造雖然不能完全替代減材製造、等材製造，但作為（wéi）傳統製造技（jì）術（shù）的有益補充，3D打印將極大地推動製造業的轉型升級。

　　趨勢四（sì）：產（chǎn）品生產方式加速變（biàn）革，“整”“分”製造攜手（shǒu）共進

　　3D打印是工業（yè）4.0時代最具發展前景的先進製造技術之一，它從兩（liǎng）個（gè）方麵改變了產品的生產方式。

　　一方麵，傳統製造業以“全球（qiú）采購、分工協作（zuò）”為（wéi）主要特征，產品的不同部件往往在不同的地方進行生產，再（zài）運到同一地（dì）方進行組裝。而3D打印則（zé）是“整體製造、一次成型”，省去了物流環節，節約了時間和成本。

　　另一方麵，傳統製造（zào）業以生產線為核心、以工廠（chǎng）為（wéi）主要載體，生產設備高度集中。而3D打印則體現了以大數據（jù）、雲計算、物聯網、移動互聯（lián）網為代表的（de）新一（yī）代信息技術與製造業的融合，生產設備（bèi）分散在各地，實現了分布式製造，從而省去了倉儲環節。“整體製造”和“分（fèn）布式製（zhì）造（zào）”在字義上看似矛盾，在3D打印技術上則實現了統一，前者強調生產（chǎn）過程，後者強調生產行（háng）為，共（gòng）同推動著產（chǎn）品（pǐn）生產方式的變革（gé）。

　　趨勢五：成型尺（chǐ）寸向兩邊延（yán）伸，大（dà）小產（chǎn）品顛覆想象

　　隨著3D打印應用領域的擴展（zhǎn），產品（pǐn）成型尺寸正走向兩個極端。

　　一方麵往“大（dà）”處跨，從小飾品、鞋子、家具到（dào）建築，尺寸不斷被刷新，特別是汽車製造、航空航天等領域（yù）對大（dà）尺寸精密構件的需求較大，如2016年珠（zhū）海航展（zhǎn）上西安鉑力特（tè）公司展示的一款3D打印航（háng）空發動機中空葉片，總高度達（dá）933mm。

　　另一方麵向“小”處走，可達到微米納米水平，在強度硬度不變的情況下，大大減（jiǎn）輕產品的體積和重量，如哈佛大學和伊利諾伊（yī）大學的（de）研究員3D打印出比沙粒還小的納米級鋰電池，其能夠提供（gòng）的能量卻（què）不少於一塊普通的手機電池。

　　未來，3D打印的成型尺寸（cùn）將（jiāng）不斷（duàn）延伸，從大的不可思議到小的瞠目結舌，“隻有想不到的，沒有做（zuò）不到（dào）的”。

　　趨勢六：材料瓶頸待攻克，“質”“量”趨升“價（jià）”趨降

　　“巧婦難為無米之炊”。3D打印（yìn）材料是3D打印技術發展（zhǎn）不可或缺的物質基礎，也（yě）是當前製約3D打（dǎ）印產業化的關鍵因素。近年來，隨著3D打印需（xū）求的增加（jiā），3D打印材料種類得到了迅速拓（tuò）展，主要包括高分子材料（liào）、金屬材料、無機非金屬材料等（děng）三大類。但與傳統材料相比，3D打印材（cái）料種類（lèi）依然偏少。以金屬3D打印為例，可用材料（liào）僅有不鏽鋼、鈦（tài）合金、鋁合金等為數不多的幾（jǐ）種（zhǒng）。

　　另外，3D打印對材料（liào）的形態也有（yǒu）著（zhe）嚴格的要求，一般為粉（fěn）末狀、絲狀、液體狀（zhuàng）等，相比普通材料價格比較昂貴，根本無法滿足個人與工業（yè）化生（shēng）產的需要。足夠多“買得起”的材料才能為技術的發展提供足（zú）夠多的選擇空間、為應用的擴展提供足夠多的想象（xiàng）空間。

　　未來，3D打印材料將成為研究開發的焦點、資本湧入的（de）風口，材料種類、形態（tài）將得到（dào）進一步拓展，價格下（xià）降可期，精度、強度、穩定性、安全性也更加有保障。

　趨勢七：手（shǒu）術可排練（liàn）、治療更精準

　　3D打印的“個性化定製”與醫療行業的“對症下藥”有著天然的契合性，二者的結合主要體（tǐ）現在四個（gè）方（fāng）麵。

　　一是術前（qián）演練，利用3D打印技術還原出病患部位模型，讓（ràng）醫生更直觀地（dì）了解病理結構（gòu），增加（jiā）了手術的成功率。

　　二是醫療器械，包括助聽器、護具、假肢等（děng）外部設備以及關節、軟骨、支架等內植物。

　　三是“量身”製藥（yào），根據患（huàn）者的生理特點、具體需要調配（pèi）藥（yào）物，提高了藥物的有效（xiào）性。

　　四是生物打印，用人造血管（guǎn）、心髒、神經、皮膚等來修複、替代和重（chóng）建病損組織和器官。

　　盡管3D打印在（zài）醫療領域的應用還麵臨著材料、成本（běn）、精度、標準等製約，市場規模也較小，但考（kǎo）慮到醫療領域巨大的需求潛力與極小的需求彈性，3D打（dǎ）印在醫療（liáo）領域的應用將不斷擴展，在實施更為精準的診療方案、提供更為充足的移植器官等方麵大顯身手。

　　趨勢八：牽手雲（yún）製造，有商業（yè）影響力的平台不（bú）斷湧現

　　全球已經進入了高度（dù）的信息化時代，互聯網作為信息化的重要工具正在重新定義（yì）各行各業。3D打印（yìn）設備尚未普（pǔ）及，技術使用也不“傻瓜”，沒（méi）有設備、沒有技術的普通人該怎樣實現自己的設計（jì）想法呢。

　　成立於2008年（nián）的Shapeways公司搭建了一個基於互聯網的3D打印平台，擔當起服務供（gòng）應商和需求用（yòng）戶之間的“紅娘”，解決（jué）了用戶的這個“痛點”。如今，MakeXYZ、3DLt、3DHubs、先臨三維、光韻達、魔猴網等也做著類似的事情，南京壹千零壹號自動化科（kē）技公司的（de）“1001號雲製造平台”還入選2016年中國“互（hù）聯網+”在工業應用領域十大（dà）新銳（ruì）案例（lì）之首。“互聯（lián）網+3D打（dǎ）印”開（kāi）拓了一種全新（xīn）的商業模式——“雲打印”，並將共享經濟的（de）思維引進來，閑置的3D打印機得到了（le）有效使用，客戶也能選擇稱心（xīn）如意的設備和供應商。

　　趨勢（shì）九：混合打印創造更多可能，功能材質色彩也混搭

　　隨著3D打印技術的發展，人們對（duì）3D打印（yìn）機的期（qī）望越來（lái）越高，早已不滿足於單一功（gōng）能、單一材質、單一色彩等。

　　未來，3D打印機（jī）可（kě）實現3D打印技術與傳統數控（kòng）機床技術(或不同3D打印技術)的自（zì）由（yóu）切換，實用性將變得更強；3D打印機的“口糧”更加豐富，金屬、塑料、橡膠等多種材料(或不同屬性的材料)的混合使用，將加工出結構更（gèng）為複雜的產品；打印出的產品也會五彩繽紛。

　　如日本研發出的一款五（wǔ）軸混合3D打印機(由3D打（dǎ）印機與數控銑床混合而成)，能夠在現有工業級5軸控製技術的基礎（chǔ）上連（lián）續進行（háng）擠出式3D打印和銑削作業；MIT研發的（de）MultiFab 3D打印機能同時處理包括晶狀體（tǐ）、紡（fǎng）織物、光纖等10種材（cái）料；加拿大的ORD Solutions公司推（tuī）出的一款3D打印（yìn）機，可以使用五種不同顏（yán）色的線（xiàn）材打印出多彩作品。

　　趨勢十：我國（guó）3D打印（yìn）起步早發展慢，產學研協同是突破口

　　在3D Systems、Stratasys、先臨三維等行（háng）業巨頭紛紛跑馬圈地之時，哈佛大學Wyss研（yán）究所、加利福尼（ní）亞大（dà）學勞倫斯（sī）•利弗莫爾（ěr）實驗室(LLNL)、卡內基梅隆大（dà）學Adam W.Feinberg研究團隊等科研機構（gòu）憑借其雄厚的研發實力也不（bú）斷實現技術突破。

　　我國3D打印的研究起步於20世紀90年代，發端於高校，如今已形（xíng）成清華大（dà）學顏永年團隊（duì）、北京航空航天大學王華（huá）明團隊、西安交通大學盧秉恒團隊、華中（zhōng）科技大（dà）學史玉升研究團隊和西北工（gōng）業大學黃衛東團隊等骨幹科研力量（liàng），論文和申請專利（lì）的數量處於世界第（dì）二位。2016年10月又成立了中（zhōng）國增材製（zhì）造（zào）產業聯盟，國家增材製造創新中心建設方案也通過了專家論證。