一 3D打印技术全景透视

3D打印也称增材制造技术，是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，通常采用数字技术材料打印机来实现。该技术概念萌芽于20世纪80年代，直至21世纪初期才开始蓬勃发展。3D打印技术以其操作简单、节省材料、快速成形等优势，在汽车制造、航空航天、医疗器械、核电、造船等高精尖领域具备广阔的应用前景。

图1 3D打印技术发展历程

由于成型原理不同， 3D打印技术所用的原材料和应用行业也不尽相同，目前应用较广的3D 打印成型技术包括以下四种：

图2 典型的四种3D打印技术一览

3D打印已在工业、医疗、建筑及消费品领域得到了广泛应用。

图3 3D打印产品应用市场

图4 3D打印和传统制造对比图

2010年以来，3D打印发展速度有明显提升，市场规模不断扩大。目前，国内市场规模达100亿元，全球市场规模达78亿美元。从市场份额来看，美国3D Systems公司、Stratasys公司、德国EOS公司居主导地位，西门子（Siemens）、惠普（HP）、欧特克（Autodesk）、达索（Dassault Systemes）和奥多比（Adobe）等公司也开始涉足该领域。

图5 全球估值前20名的公司分布状况

二 中国发展现状及陕西的优势

中国在3D打印技术方面的研究始于1988年，与国外基本同步，但是前期发展速度较为缓慢，各创新主体的专利保护意识也稍显欠缺。自2013年以来，3D打印领域的专利申请量才开始呈剧增态势，主要集中在金属材料及其打印设备上。目前，在技术研究方面，中科院、清华大学、西安交通大学、华中理工大学、华南理工大学、西北有色金属研究院等机构实力领先，成果突出。2018年3月，中科院合肥物质科学研究院核能安全所首次实现聚变堆关键部件样件3D打印。随着3D打印技术应用领域的拓宽，其他更多的科研机构逐步将目光投向该领域。在产业发展方面，我国已有超过500家的3D打印相关企业，其中，西安铂力特、北京鑫精合、湖南华曙高科位居全球3D打印行业前20强，杭州先临三维、陕西恒通、西安瑞特、西安增材制造等企业也取得了突出的成果。

图6 中国及全球增材制造市场规模

陕西3D打印技术研究起步较早，技术研发和应用综合实力在全国处于领头羊的地位，拥有全国2/3的知识产权，部分技术居国际先进、国内领先水平，形成了相对完整的创新链、产业链和服务链，目前已成为全国3D打印领域最有影响的研发和生产基地。陕西省3D打印研发生产企业70多家，从业人员5000余人，年营业收入5亿多元，产业规模位居全国前列。2016年底，国家增材制造创新中心正式落户陕西，标志着陕西省3D打印产学研协同发展的“一中心三基地”之格局基本形成，即国家增材制造创新中心、西安高新区研发示范推广基地、渭南高新区教育培训生产基地和西安医学3D打印示范基地。

三 西安发展3D打印产业的相关建议

西安科研机构众多，与3D打印领域相关的国家重点实验室、国家工程研究中心等硬件设施齐全，并且拥有一支由国内知名专家为学术带头人的创新团队。西安依托这些科研资源建立了“陕西省3D打印产业技术创新联盟”，成员单位覆盖到航空航天、新材料、信息、医疗康复、激光器、传统装备制造、文化创意、创新教育等多个优势产业，有力促进3D打印与其他产业的融合发展。西安要想有新的突破，需要做到以下三个方面。

1.把握优势，在3D打印领域更上层楼。西安应该把握自身现有的优势，及时抓住市场中出现的机会。目前，国内3D市场蓬勃发展，但尚未出现具备国际影响力的领军企业，这也给西安带来了机遇，西安应结合自身所具备的3D产业基础优势，积极展开布局，以期辐射全国市场。

2.转化成果，让技术走出研究所。一方面，成果转化需要资源整合，应促进多行业合作机制的建立。目前在汽车领域，国家增材制造创新中心与上海国际汽车城合作筹建“国家增材制造创新中心-上海国际汽车城汽车研究院”。3D打印技术在其他领域的产业化也同样有赖于诸如此类的全行业开放协同的产学研合作机制。另一方面，成果转化离不开生产设备的支持，西安在3D打印设备生产领域尚未出现有一定影响力的代表性企业，现有中游企业的产品技术和行业地位提升空间较大，西安可采取的方式有三：一是引进外部研发团队；二是建立同国内外领先的3D设备生产商交流机制；三是布局全链条3D打印设备生产体系，除了FDM、SLA、3DP、SLS/SLM等主流打印方式下所需设备，也要积极布局生物打印等多种打印设备，从而形成完整的3D打印设备生产链条。

3.开发应用场景，打开应用市场。应用场景可以让采购商和消费者最直观地感受到3D打印产品与传统制造品的明显差异，从而以其过硬的产品性能得到用户的接受和认可。目前陕西省在医疗领域通过制定标准来推动3D打印在医学方面的产业应用，以铂力特为代表的企业将3D打印产品应用于航空航天、医疗模具等行业。2017年，铂力特作为中国唯一上榜企业荣获全球首届3D打印行业大奖。西安应在此基础上，通过开发应用场景扩大应用市场，在进一步做大航空航天、工业模具、医疗模具、汽车零部件制造等主流应用市场的基础上，发展云平台、媒体社区服务平台及建筑、人像、食品等其他应用领域。