3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响

4 3D 打印制造技术对世界经济的影响

　　当前规模经济是制造业的典型特征，制造以规模化大生产方式进行，需要大量的固定工厂和设备投资，但是资源的制约、成本的提升使得规模经济的优势下降。而现实中，由于物联网和云计算的发展，能源与信息共同驱动经济发展，分布式成为新兴模式的代表，从分布式能源到云计算、从工业机器人到3D 打印，这些都是分布式的具体应用，而通过分布式之后重新组合的规模经济提升了资源利用率，降低了成本开销，可以说是下一次工业革命的基本形态。

　　4. 1 3D 打印制造技术有可能从各个方面彻底影响全球制造业，使工厂化生产转向社会化生产，大规模批量生产转向本地化、个性化定制生产3D 打印技术是个体化的最好体现，也是制造业可以采用的生产方式，它不是在某一个地方生产产品后再运至世界各地，而是能够通过互联网即时发送设计图，并在需求所在地制造产品，抛弃了工厂大规模制造的雷同形式，具有个性化、小型化、节约化的特点。其真正革命之处在于它能在世界各地生产个性化的定制产品，设计和生产环节被不同时间和空间细分，从而呈现出社会化特征，而且设计和制造过程的联系将更加紧密。今后，制造一个产品并不难，难的是谁能够设计出来，这种设计变成一种个性化互动式的，变成创新与市场联动，市场需要什么就设计什么，或者是设计新的产品很快被市场接受，不仅大规模垄断的生产模式会发生改变，需求多样化、生产制造多样化，而且精密制造会深入到千家万户，任何人都可以享受到精密制造的产品，它全面超越了传统集中型的生产体系结构。

　　4. 2 3D 打印制造技术将创造新的商业模式，并改变现有产业结构

　　目前，3D 打印技术已经在工业设计、模具制造等诸多领域得到广泛应用，展现出广阔的应用前景。随着大规模批量生产转向本地化、个性化定制生产，3D 打印不仅会减少交通和物流成本，还会大幅降低固定资产投资，减少产品碳足迹和碳排放。3D 打印可以使“及时生产方式”取代“及时物流”，使商业流程更节省成本并且更便捷，这有可能从根本上改变全球供应链，造成工作岗位的重新分布，并改变企业与用户之间的互动方式。这意味着一些制造业可以远离低成本劳动力聚集地，重返更靠近消费者的地方。这些变化都在不同程度上改变了经济模式，成为未来新的经济增长点。

　　4. 3 3D 打印制造技术可能会带来巨大的市场机遇，并成为未来经济增长的重要源泉

　　3D 打印技术带来的机遇是巨大的，它会成为经济增长的重要源泉，可能使就业岗位向欧美发达国家回流。通过大量减少全球货物运输，使用可持续的新材料，它也会带来显著的环境效益; 能大幅减少制造业的资本成本，使企业家更加轻松地推出新创意; 能根据客户及环境的需求定制产品，使客户拥有前所未有的选择度。据分析，未来最重要、最有希望的3D 打印市场包括: 设计( 全球性的数字化设计市场，通用设计图和定制设计服务) 、家用三维打印( 从数字化设计目录直接打印家用简单物品，材料供应和三维打印机维修服务) 、定制生产服务( 零售、生产与定制服务相融合) 、三维打印机( 生产与服务) 和材料( 开发新材料，从以石油为原料的丙烯酸塑料向更加可持续和更高质量的材料转变)

　　4. 4 3D 打印制造技术实现成熟产业化的目标还需要较长时间去克服技术、经济和社会层面的种种挑战

　　3D 打印技术有可能是未来一二十年里最具颠覆性的技术之一，但是将新技术转化为新市场、新增长和新就业的过程是复杂的，有一系列的非技术障碍需要克服，包括从消费者信任的建立到有效的标准。而且，3D 打印技术生产过程慢，难以快速生产大批量产品，而未来复制有形产品的成本会更低，这有可能会打消企业开展3D 打印研发和设计的积极性，需要大力激励企业在设计和申请专利的创意上进行投资，加强知识产权保护。此外，3D 打印引起的颠覆性效果很可能因行业而异，如在服装、工艺品和生活消费品等价值相对较低的制造业，3D 打印制造技术在近期内能够与大批量生产方式竞争; 而更加复杂的制造业部门则可能不会轻易地抛弃生产装配线，如在汽车行业，3D 打印会在零部件制造中发挥作用，但不大可能终结大规模生产方式。

5 3D 打印制造技术对我国结构转型的影响

　　5. 1 3D 打印制造技术对我国传统制造业造成较大压力

　　第三次工业革命带来的数字化制造旨在降低产品成本，基于3D 打印技术和互联网平台的全球云制造模式将体现出更廉价、更快捷并且更绿色环保的优势，我国廉价劳动力的优势将随之消失; 同时，3D 打印的广泛应用使得整个产品研发过程都可以在企业内部进行，这将使研发周期缩短并且很好地保护了设计方案，然而，对于大量依靠模仿而生存且缺乏原创设计力量的中国微小企业来说这非常不利。面对第三次工业革命的挑战，在3D 打印制造技术成熟之前，规模制造型企业、以劳动力和大型设备等为依托的传统制造业地位还会存续一段时间，但随着制造业数字化进程加速，不具备创新能力的企业将面临淘汰。除了当前我国经济发展的资源、环境、人力成本都在上升这一因素外，金融危机之后，发达国家提出的“再工业化”计划也将导致我国低端产业面临着巨大压力。

　　5. 2 3D 打印制造技术可以推动我国结构转型调整步伐，提升制造业水平

　　在全球产业分工协作中，我国被定义为“制造者”而不是产品的“设计者”，是“工业大国”而非“工业强国”。由于我国没有完成工业现代化，传统的粗放式的工业发展模式已经严重阻碍了生产力发展，产业升级和结构转型调整成为一项长期的艰巨任务。低端制造在技术不断发展的今天面临成本上升、利润微薄的巨大压力，因此中国必须要实施产业结构转型调整来扭转不利局面。尽管3D 打印制造技术会给我国经济带来一些负面影响，但是该技术被认为是第三次工业革命的重要标志，是高端制造业实现的重要手段之一。产业结构转型调整已经在国家层面得到重视，而在实际操作中由于各地区情况不同，进展缓慢。3D 打印技术的不断成熟，能够加速中国产业结构转型调整的步伐，提升制造业水平，3D 打印技术的产业化可以为我国新型工业化、城镇化建设和促进传统产业的升级、优化产业结构发挥十分重要的引领作用。

6 我国3D 打印制造技术和产业未来发展建议

　　3D 打印制造技术事关我国跟上第三次工业革命的步伐，关乎国家工业实力的提升和国防重大装备制造能力的提高，为使我国保持在这一技术领域的领先优势，我国必须高度重视对3D 打印制造技术的支持和引导，鼓励3D 打印制造技术的发展和推广应用。为此，建议:

　　(1) 加强对3D 打印制造技术及产业创新工作的顶层设计，制定推进我国3D 打印技术开发应用的国家战略。立足现有基础，瞄准国际前沿，把握产业技术发展方向，加强发展战略研究，针对我国制造业发展的重大需求和我国工业转型升级、发展智能制造业的时机，制定我国未来10—15 年的3D 打印制造技术发展路线路，对3D 打印产业进行规划和引导，找到我国3D 打印产业的定位，实现3D 打印产业的良性发展。

　　(2) 协同国家科研计划开展3D 打印制造技术的研发，带动我国制造业的换代升级。推动国家科研计划的紧密结合，加强对3D 打印制造技术的基础理论研究、技术创新研究和推广应用的有机衔接。国家应制定专门的科技战略，鼓励在有条件的大学、国家实验室、企业工程中心加强研究和才人培养。聚焦航空航天、汽车模具、生物医疗、电子制造等行业，重点支持在关键技术领域开展技术攻关，大力推动先进技术的推广和应用，以此带动我国制造业的全面更新、改造、换代和升级，加快产业结构的调整。

　　(3) 加快培养3D 打印制造时代的劳动力和创新领军人才，充分满足未来制造业发展对人才的需求。3D 打印制造时代，全球制造业呈现分布式、网络化和扁平化的特征，对劳动力和人才的素质和能力以及如何培养人才的教育体系提出了新的要求。一方面，需要加快对3D 打印制造技术研发及产业发展领军人才、复合型人才的引进和培养，提高产业的自主创新能力; 另一方面，注重培养第三次工业革命和3D 打印制造时代的劳动者及创新领军人才。该时代的劳动者标志是通过网络获得优质资源，具备大数据时代的自学习、自组织和知识加工能力，并实现开发新的商业运行模式和技术运行组织体系，促进产业可持续发展。

　　(4) 探索3D 打印制造技术成果转移转化和产业化新机制，促进产业链、创新链和价值链的相互融合与发展完善。一个产业的兴起不仅需要技术突破，还需要各个方面经济技术条件的配套和支持，包括市场培育、专业技术服务、基础设施建设、相关产业的发展等; 此外，要想使整个产业充满活力，还要构建灵活、完整的价值链，使得任何一个环节都可以创造价值并实现价值，顺利实现企业的进入和退出，大大激发各类投资主体和企业的进入，使得技术创新和产业链的形成得以顺利完成。在3D 打印制造技术创新的组织过程中，需进一步围绕3D 打印的材料制备、设计、软件、工艺、装备、管理及创意服务和应用的相关产业链部署创新链，加强产学研用相结合，突出企业研发的主体地位，积极支持建立产学研用相结合的3D 打印制造技术创新联盟，聚焦国内3D 打印制造技术研发优势力量，共享资源，协同创新，加速科技成果的转移转化和产业化，营造支撑3D 打印制造技术及产业又好又快发展的良好环境，推进3D 打印技术创新体系建设，全面提升3D 打印的产品价值链。