摘要：增材制造又稱3D打印，是全球范圍內新一輪科技革命發展的代表性技術。《中國制造2025》將3D打印列為發展的重點，目前，其已被廣泛應用于航空航天、汽車、航海、核工業以及醫療器械領域，并且保持旺盛的增長趨勢。本文分析了3D打印技術的下游應用領域，并對市場發展前景做了展望。

　　我國是全球最具潛力的3D打印市場

　　3D打印技術相對于傳統機械加工技術，具有無法比擬的巨大優勢。它生產速度快，無需模具，降低了產品研發周期；疊層制造可實現復雜結構件的成型；材料利用率高，降低了生產成本。根據美國專業從事3D打印行業研究Wohlers Associates的統計，在2012年到2017年的五年間，全球3D打印市場規模從22.6億擴大到73.4億美元，年復合增長率達到了26.2%，如圖1所示。產業規模呈現擴張的趨勢，增速非常可觀。

　　圖1 全球3D打印市場規模

　　(來源：Wohlers Associates)

　　3D打印市場主要集中在美國、中國、日本、德國、英國這五個國家，總體上占據了全球65%以上的份額。從時間上看，中國的3D打印技術起步落后于這些發達國家，經歷了初期設備材料嚴重依賴進口、產業鏈分離、技術標準不統一、生產成本高昂等問題后，逐漸走向穩定快速發展期。中國增材制造產業聯盟對35家重點聯盟企業的經營數據進行了統計。2017年相比2016年，營業收入增長了近10億元，增長率達到40.3%，遠高于同期的全球平均水平。聯盟統計顯示，我國3D打印市場規模在2017年已超過100億元。圖2為我國3D打印市場規模。從發展階段和增速來看，我國是全球最具潛力的3D打印市場。

　　圖2 我國3D打印市場規模

　　(來源：前瞻產業研究院)

　　3D打印發力航空航天領域

　　3D打印技術已經成為了航空航天等高端設備制造及零部件修復領域的關鍵技術手段，在過去的三年間(2015-2017年)，它在全球3D打印市場占比從16.6%增長到18.9%，達到13.87億美元，相比較其他應用領域，增幅最快，如圖3所示。

　　圖3 3D打印技術應用領域

　　(來源：Wohlers Associates)

　　在航空航天的零部件生產方面，3D打印技術的降成本效果非常明顯。空客公司采用3D打印技術生產了超過1000個飛機零部件，并應用于A350寬體客機上;勞斯萊斯公司采用3D打印技術制造寬體飛機發動機并成功完成了飛行試驗;美國空軍利用該技術打印出飛機座椅扶手的塑料端蓋，使其單位成本從8美元降低到2.5美元;歐洲航天局開發出了雙反射面天線原型，降低了成本，減輕了質量，縮短了交付時間，增加了射頻設計的靈活性;美國航空噴氣發動機公司Aerojet Rocketdyne完成了載人飛船噴管擴張段的打印。在整機領域，美國太空探索技術公司SpaceX發布了一臺低成本太空旅行的3D打印世界首款電動火箭發動機。使預計成本從超過1億美元降低到490萬美元。

　　增材修復市場成3D打印技術擴張的下一片藍海

　　增材修復使用的是3D打印增材再制造技術，對裝備損傷零部件（包括戰損和正常服役中出現的損傷）進行再制造修復。根據再制造技術國家重點實驗室針對廢機電產品修復改造技術的研究，增材修復相比制造新品，成本節約50%左右，大氣污染物排放量降低70%以上。國務院頒布的《中國制造2025》指出，大力發展再制造產業，實現高端再制造、智能再制造、在役再制造，推進產品認定，促進再制造產業持續健康發展。

　　據統計，全球再制造產業規模突破1500億美元，美國突破1000億美元，而2015年我國在再制造產業規模僅為500億人民幣。與歐美發達國家還有一定的差距。限制行業發展和大規模商業化的技術瓶頸表現為殘余應力調控、基體熱損傷調控、界面匹配性、再制造過程自動智能化四大難題。西北工業大學、裝甲兵工程學院、華中科技大學等科研院所分別對這些影響修復到理想狀態的因素細節做了深入的研究，并已經和西安鉑力特增材股份有限公司、沈陽大陸激光技術有限公司等企業形成了良好應用型協作。相信在不久的將來，增材修復一定能達到最佳的理想效果，實現實用性和經濟性的雙重標準。

　　結語

　　3D打印是全球范圍內新一輪科技革命發展的代表性技術，也是《中國制造2025》的發展重點。其在航空航天、汽車、航海、核工業以及醫療器械領域有著巨大的技術優勢和市場潛力，增材修復市場是3D打印技術擴張的下一片藍海。