3D打印技术还是工业4.0时代的标签吗？

描绘了制造业未来愿景的工业4.0与颠覆了传统生产加工装配方式的3D打印技术相遇时，两者又会碰撞怎样的火花?在科技日新月异的今天，我们应该如何正确对待3D打印技术?

工业4.0背景下的制造业转型升级
所谓“工业4.0”，就是以智能制造为主导的第四次工业革命，其中，智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。

工业4.0概念最初是由德国政府在《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一，旨在提升制造业的智能化水平。此概念一经推出，便迅速成为德国的另一个标签，并在全球范围内引发了新一轮工业转型竞赛。

为在新一轮工业革命中占领先机，实现制造强国的战略目标，我国国务院也正式印发了《中国制造2025》行动纲要。在该规划中，3D打印作为代表性的新兴技术共出现6次，贯穿于背景介绍、国家制造业创新能力提升、信息化与工业化深度融合、重点领域突破发展等重要段落，并融入于推动智能制造的主线。

这一方面体现出我国对3D打印的重视程度，另一方面也彰显了在战略层面我国对制造业转型升级形势与环境的深刻理解。在传统制造业转型升级过程中，3D打印技术将扮演愈发重要的角色。

3D打印在智能制造中的价值与应用前景


1. 工业4.0时代，3D打印不可或缺
从构建概念模型、功能性原型，到直接数字化制造，3D打印都在帮助设计师和制造商释放创意、改善设计、降低成本、提高生产力，已成为各行各业推动创新，强化竞争能力的新途径和重要工具。

具体而言，3D打印之于制造业的价值主要体现在以下几个方面：

小规模定制：3D打印技术具有按需制造、减少废弃副产品、材料多种组合、精确实体复制、便携制造等多种优势，可大幅降低制造费用，缩短加工周期，实现设计制造一体化和复杂制造，大幅降低生产成本。

供应链管理：3D打印的出现已经改变了原有的供应链机制，对供应方式产生深远的影响。在3D打印支撑的供应链模式下，只需提供产品的3D数据包以及相应的耗材，企业按订单就近生产后即时配送，成品基本上可以做到零库存。

自由设计：3D打印一个被低估的重大优势就是可以实现与生俱来的自由设计。工业设计师可以利用3D打印机创建全新的几何图形，制造集各种先进性能于一身的零部件。对于许多采用3D打印的企业而言，自由设计所带来的效率提升，远远超过采用3D打印而支付的成本。

灵活化制造：制造商都在不断寻求新方式来制造及测试产品，3D打印机使他们能够制造出必要的工具和部件来加快新产品研发进程。借助3D打印机，制造商还能够生产出其制造与测试系统高效操作所必需的零部件和辅助工具。

快速上市：许多行业的传统工业设计不仅流程缓慢，而且成本高昂。3D打印则速度更快，成本更低，借助可使产能加倍的新型解决方案，3D打印的速度优势将更加明显，可实现快速的规模化生产。

从实际应用情况看，3D打印正成为工业生产的关键方式和重要工具，未来将通过系统智能化、打印速度提高和材料成本的降低，将越来越多地满足智能制造的需求。

2. 3D打印技术的应用前景展望
3D打印目前正处于一个快速发展的阶段。Mordor Intelligence最近发布的《2018年至2023年3D打印市场研究报告》显示，2017年全球3D打印市场价值为83.12亿美元，预计到2023年将达到353.6亿美元，五年期年复合增长率(CAGR)为27.29%。


从技术上看，3D打印已经能够满足大部分工业应用场景需求;可以实现金属和塑料等零件以及成品的制造，性能与传统制造工艺相当;已经解决了原材料制备，所有可焊接的金属均可使用3D打印技术。


从成本角度看，3D打印已经在航空、航天、军工、医疗等高价值及高附加值产业中具备了较高的经济效益。

从普及程度看，3D打印目前广泛用于原型制造，其他方面的应用前景非常广阔。大量领导企业已率先利用3D打印技术创造出可观的效益，已经充分挖掘出了3D打印技术的价值，而更大的生产型3D打印解决方案市场亟待开发。

随着技术不断发展，未来3D打印的成本还将进一步降低，性能也将大幅度提升。3D打印作为新兴制造技术，未来必将成为企业实现智能制造中得心应手的强大工具。

来源：Stratasys