美国3D打印业毛利惊人，钱景光明
3D打印概念再度来袭源于美国3D打印机龙头企业Stratasys第一季度财报十分靓丽，公司第一季度净利润同比增长40%，已连续第11个季度实现了两位数的增长，并且毛利率高达59%。另一3D打印机龙头企业3DSystems早前公告的一季度业绩净利润同比增长43%；毛利率达52.4%。为3D打印设备提供原材料和配件的ProtoLabs的毛利率更为惊人，该公司4月25日的第一季度财报显示，当季公司净利润为890万美元，毛利率达到62.4%。
2月中旬以来，美3D打印概念股一度集体大幅回调，但近期该板块再度开始走强。截至5月13日，3DSystems股价4月以来已累计上涨46%、Stratasys上涨15%、ProtoLabs上涨16%。
被3D的概念股
美国同行骄人的业绩和美国股市此类概念股疯长无疑刺激了A股。但A股市场上，真正具备3D相关技术的公司少之又少，更多的是概念化的炒作，往往连上市公司都不知情的情况下被“3D”。事实上，光韵达、金运激光、苏大维格虽掌握生产激光设备和利用激光制模的技术，可以较容易切入3D打印，但目前尚未行动，华中数控已发公告澄清未涉足3D，而鸿利光电、中海达的联系更多是臆想。
光韵达去年就曾因“3D打印”概念成为市场宠儿。不过，去年8月30日光韵达曾澄清公告表示，公司是电子信息产业的精密激光创新应用商，主要涉及激光切割及激光钻孔业务，目前的主要产品为激光模板、精密金属零件两类产品的生产销售并提供柔性线路板激光成型，激光钻孔两类服务。这也意味着与真正的3D打印概念还存在一定距离。苏大维格掌握激光干涉光刻设备与关键技术，设备水平处于国内领先和国际先进水平，可利用激光设备，运用LIGA电铸工艺制备纳米压印模具。金运激光主要产品为集成应用解决方案的中小功率激光切割设备。
华中科大为国内的3D打印机研发方面的领袖，率先研制出我国首台具有自主知识产权的3D打印机，但华中数控并未参与华中科大3D打印技术的研发，公司去年曾于8月28日在投资者互动平台上对投资者提问做出了明确回复称，武汉造世界最大“3D打印机”入选中国十大科技进展和公司没有关系，华中科大3D领头人史玉升教授和公司也没有建立合作关系。
中海达今年推出新产品三维激光扫描仪，3D打印是把三维模型分层叠加最终堆积成完整的物体。在三维的概念上两者有相同之处，但中海达主营精度卫星定位与测绘领域、地理信息与智慧城市应用领域。鸿利光电是LED封装企业，和3D打印有点牵扯的主要都用到了环氧树脂材料。
真实涉足3D打印的概念股
3D打印的一个重要领域是金属成型，金属成型技术分为两种，一种是激光熔融成型技术（公司目前使用的技术），可以称为真正的金属直接成型技术；一种是激光选择性烧结成型技术。二者的根本区别表现在成型零件的材料性能方面：熔融式成型的零件具备高强度高性能特点，可以直接成为最终零件。南风股份、机器人属于前者，银邦股份属于后者。
南风股份：子公司南方风机研究所投资1.68亿元建设“重型金属构件电熔精密成型技术项目”。南风股份和中航重机重点投资的3D打印项目合作方均为凭借钛合金大型复杂整体构件激光成形技术获得国家技术发明一等奖的北航教授王华明。尽管该项目与公司传统主业并无关联，但目前该项目已成公司新焦点。公司对于该项目的定位在于对传统大型铸锻件的替代。
1建筑设计领域
以前建筑样品的制作方法，现在没有办法使高水平设计内容的需要得到满足。现在许许多多的设计主体的大型场馆以及设施都运用了3D打印的技术，设计建筑初期的模型，准确形象的展示建筑效果以及有关的测量，3D打印技术的设计所不能相比的真实感以及散发出的优点是所有设计人员都认可的。在建造的行业，设计师们以及工程师逐渐的都在应用3D打印机来制作建造的外形，运用3D技术能够降低费用、保护环境、逼真的效果，同时还可以节约时间。对于设计人员的需要相当的符合，能够降低建筑所应用的材料以及设计所需的时间。
2机械制造领域
因为3D打印技术本身的设计优势，使得3D技术在机械制作行业内，能够得到全面的运用，大部分的都用在制作小需求量、单间金属器件的制作。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用3D打印技术直接进行成型，成本低，周期短。3D打印以“每层的叠加为加工方式。高水准的商品的产生，一定对打印器械的稳定程度、准确性有有超高的需求。
3模具制造领域
例如玩具制作等传统的模具制造领域，往往模具生产时间长，成本高。把以前的模具制作水平以及3D打印水平有机的联系在一起，能够大大的减少模具制作的开发时间，生产率已能够有效的提升，是改善制作薄弱问题以及模型的设计的有效合理的方法。3D打印水平在模具制作领域的运用能够分成间接制模以及直接制模两个类型，直接制作模型主要指运用3D打印水平直接堆积制作出模型，间接制造模型是先做出成型较高的器件，再复制器件就能够生产出要用的模型。
4医学领域
在医学方面的运用几十年以来，人们对3D打印的水平在医学方面的运用有着较多的探究。把医学视频资料当作基本，把人体感官模具用3D打印技术来制作形成，它有着极大的价值对于医生的外科手术的进行。从2010年美国成功打印活体器官开始，似乎直接打印人体也并不是不可能，它更类似于克隆技术，他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们能够预想在以后的3D打印机的发展经历中，一个展新的人体引进意义将会引进到医疗方面上，让更多的患者看到希望。
5航天技术领域
在航空航天方面上，风洞实验是航天飞机不可缺少的主要条件。这个实验中所需的模型有着很高的精度要求、还有着非常复杂的外形，运用3D打印的科技，参照CAD模具，用3D打印机直接打印输出，可以保障模具的形状以及质量。
二、3D打印技术设计的未来
未来的3D打印我们可以做什么？可能我们居住的屋子不在需要人类的建设，直接用3D打印机进行打印输出，我们再也不会被食物的缺少而舒服着，想喝什么自己打印就可以了；生活用的日常用品不用出门购买，想要什么随手打印，我们就可以得到了，3D打印技术能够给我们提供许多的方便。
1制定数字化制造规划，促进3D产业优先发展
建议把3D打印技术的设计定位在产品设计、建筑设计、机械制造、模具制作、医学方面、航天技术方面及创新设计的研究。在金融税务制度上，生产、投资、开发、运用3D打印技术被企业的发展所提倡，企业倡导运用3D技术。
2构建行业协会、产业的有机结合，3D产业技术的逐渐运用
主动的指引3D打印技术的供应商、相关材料、工业产品的设计以及3D打印机探究的主体以及部门、3D打印技术通过供应商构建产业联合。拓展3D打印技术水平应用的市场平台的构建，其中包含3D打印数据保密、保护产权体系，产业也能够稳定发展。
3加大科技扶持力度，提升3D打印技术水平
专门基金的建立，主要是拓展软件调控、材料技术水平、数字化的技术水平、打印设备等主要技术水平的研究。在探究过程中，要重视公正、公平的探究成绩评估系统的构建，倡导各研究机构的不一样的探究水平以及方法。提升支持3D打印技术的后备力量，尤其是对履行商品化的公司在社会宣传、市场销售上提供相应的国家政策制度。
三、结语
关键词：3D打印产业；数字化制造；发展思路
中图分类号：F49文献标识码：A
文章编号：1007-7685（2013）01-0090-04
近期，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，引发了世人的关注。作为新生事物，什么是3D打印技术？它与传统产品开发和生产制造有什么区别？发展的意义何在？我国发展现状如何？下一步应如何发展？
一、3D打印概况
（一）3D打印的概念
3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印技术是“增材制造”的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。
（二）3D打印技术所依托的关键技术
3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术，主要包括以下方面：信息技术，即要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向；精密机械，即3D打印技术以“每层的叠加”为加工方式，产品的生产要求高精度，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求；材料科学，即用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。客观说，目前3D打印技术尚不成熟。作为一项多学科交叉的高新技术，还需要在各相关领域投入较大的研发力量，才能掌握完整的核心技术。
（三）3D打印技术的应用领域
近年来，3D打印技术发展迅速，在各领域都取得了长足发展，已成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用，在工程和教学研究等领域也占有独特地位。
具体应用领域包括：工业制造。可应用于产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证。制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品：3D打印技术制造的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世，家用器具模型也被用于企业的宣传、营销活动中；文化创意和数码娱乐：可作为形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D打印技术塑造了部分角色和道具，3D打印技术制造的小提琴接近了手工艺的水平；航空航天、国防军工：可对形状复杂、尺寸微细、性能特殊的零部件、机构进行直接制造；生物医疗：可应用于人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等的制作；消费品：可应用于珠宝、服饰、鞋类、玩具、创意DIY作品的设计和制造；建筑工程：可应用于建筑模型风动实验和效果展示，建筑工程和施工（AEC）模拟；教育：可应用于模型验证科学假设，用于不同学科实验、教学。在北美的一些中学、普通高校和军事院校，3D打印机已经被用于教学和科研；个性化定制：可提供基于网络的数据下载、电子商务的个性化打印定制服务。
从市场应用份额看，3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37%，在消费品领域占18.2%，应用于航空航天和国防军工占13.7%，在商业机器领域占11.2%，在医疗领域占8.8%，在科研方面占8.6%。
二、我国3D打印产业发展现状及面临的问题
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，已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，已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）。这些企业都已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。
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。
资料来源：《3D打印技术将掀起“第三次工业革命”？》，载自《科学研究动态监测快报》，中国科学院国家科学图书馆，2012年10月1日。
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。
三、我国发展3D打印产业具有重要的战略意义
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l/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打印设备已低于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。
四、我国3D打印产业发展的政策建议
（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。