智库话题：增材制造（即3D打印）做为先进制造业的重要组成部分，已在世界范围内引起广泛关注。国务院总理李克强将3D打印称为能引发制造业变革的“有代表性的颠覆性技术”，并表态说要加快3D打印的运用和装备。

2013年山西首届文博会上，一台造型简单的3D打印机成了展会上的一大热门。好奇的市民将3D打印展台围了个水泄不通，人们新奇地瞪大双眼看着这台“打印机”是如何“打印”出展品的。

2013年10月，山西省首个3D打印项目正式落户太原，这也是太原市国防科技产业园迎来的首个签约项目。该项目由北京五矿利国公司与中北大学合作进行建设，总投资20亿元，预计四年建成。

2015年6月，山西省出台《山西省新兴制造业三年推进计划（2015年-2017年）》和《新兴制造业2015年行动计划》，规划布局、重点扶持八大新兴制造业，确定了总体发展思路目标、推进重点和推进措施。八大产业预计三年累计投资6700亿元，年均增长10.5%；预计2017年销售收入可实现7900亿元，年均增长11.6%。本期智库话题，就围绕3D打印这一新技术新应用在山西的推广发展进行分析探讨。

3D打印介绍

3D打印技术是一项在科技界被追捧的热门技术，在中国亦被认为是抓住第三次工业革命的一次机遇。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、医疗、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统以来的精细加工工艺。除此之外，该技术在鞋类、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支、生物工程以及其他多个领域都有所应用。在欧美发达国家，3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式，同时，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。

有数据表明:2013年全球3D打印市场规模约40亿美元，其中，欧洲约10亿美元，美国约15亿美元，而国内所占份额约3亿美元。为加快3D打印产业发展，目前国内已有多省市成立了地方3D打印产业联盟，并提出重点发展3D产业。我国《国家增材制造发展推进计划（2016-2022 年）》的出台，进一步推动3D打印产业发展。

3D打印技术的革命性优势

使用3D打印技术，不仅可以天马行空地“无中生有”，将一些想象中的事物变为现实，而且可以大大减少成本。李卫国介绍，过去，产品的加工制作总离不开打版制模，要做“减材”。对于一些特殊结构或不规则的产品而言，制作模具本身较复杂，且对于一些特殊材料，制作模具本身也价格高昂，必然会造成一定的浪费。但是如果使用3D打印制作的话，就是做“增材”了。产品设计者既可以根据设计原稿在计算机输入数据直接打印成品，也可以将目标产品经过3D扫描后得出数据，打印成品。

在大众消费品生产方面，3D打印有着更好表现--在我国南方一些制造业较发达的深圳、潮州、汕头等地，设计师在制作鞋履时，已经告别过去打版制模的历史，可以直接使用3D打印技术制鞋。不仅如此，一些造型精美的蛋糕、冰淇淋、甜点等食品也可以通过3D打印机打印出来。

3D打印还将被利用在更加广阔、重要的领域。在医学领域，我国正在研究如何利用合适的材料，采用3D打印机打出可替代的人体器官。“这是医学领域意义重大的突破。”对于一些例如截肢、失聪、器官发生病变的患者而言，利用3D打印机制造义肢、义耳等，可以使患者重获新生。“在理论上，”李卫国介绍，“还可以打印出内脏器官。只是目前需要寻找合适的材料。”此外，3D打印还将广泛应用于工业制造、创意产业等领域。

山西的行业发展现状

近年来，山西的3D打印技术发展与运用，取得了一定的成绩，但依然处于起步阶段，山西本土3D打印企业屈指可数，依然面临着多方面的机遇和挑战。比如没有形成规模产业链，工业环境不配套等。此外，在一些核心技术和关键器件上，如3D打印机中的激光器，也仍然对国外依赖较大。

太原理工大学教授、贝尔科学机器人团队导师李卫国介绍，目前，国内外的3D打印技术的科研理论发展程度相差不大，但在实际应用水平方面，国内距离3D打印技术发展程度较高的国家还有一定差距。

山西经过近几年的探索和发展，3D打印技术已经有了较为完善的发展。在3D打印技术的研发、3D设计与成型软件开发、3D打印应用研究等方面取得了不错的成果，目前3D打印技术主要应用于教育领域的桌面级打印机和个人电子产品与日用工艺品研发。在工业、医疗、建筑领域还没有较深的发展。

李卫国介绍，目前，由太原理工大学自主研发生产的桌面级3D打印机即可实现普通教具、模型的3D打印，李教授表示，最初想到做3D打印机是因为团队在制做机器人时需要一个小配件，而这样一个应用于专业领域的配件并不好买到。“能不能自己做一个呢？”李教授和他的学生们便想到了3D打印，“市面上一台这样的3D打印机要卖到上万元，太贵了”，于是李卫国便带领学生开始了3D打印机的研发。仅仅时隔一年，李教授和他的学生们就研发出了一款集打印、搬运、雕刻、的多功能3D打印机。这款由太原理工大学拥有完全自主知识产权的3D打印机在国内外的大学生创新创业大赛中多次斩获大奖。据介绍，目前这样一台3D打印机的成本仅在千元左右。

学生利用它不仅可以天马行空的打印出实验所需要的零配件，还可以打印出一些简单的日用品，如手机壳、小玩具、小模型等。“有了3D打印机完全可以实现私人定制，满足个性化需求”。当前，越来越注重个性化体验的80后90后的年轻人正在逐渐成为消费主力，他们对于产品的个性化需求更加强烈。例如，将真人经过3D扫描后得出数据，再输入打印机用合适的原材料打印出来，就可以得到形象逼真的玩偶。如果打印机足够大，材料也选择合适的话，那么制作真人蜡像将不再神秘，而且更加形象逼真。

未来，李卫国希望能将这款3D打印机推向市场，走进千家万户。他希望，由自己的工作团队编程并建立一个庞大的数字模具库，普通百姓根据实际需要在模型库中选择外观模型，由打印机打印成品，即变“卖产品”为“卖服务”。

落户于太原高新区的3D打印机生产销售企业筑梦科技有限公司，是山西省大数据产业园重点项目。据介绍，该公司主要生产教育领域的桌面级打印机并针对中小学实践教育市场开发了一套配套的课程课件，目前正在出版发行中。

据筑梦科技有限公司负责人介绍，公司目前已经掌握一定的3D打印技术并具有自主知识产权，与国内同行业相比，在民用3D打印机配套开发方面具有优势，目前正在进行一系列3D数字化留存项目、软件开发，硬件开发、测试，技术侦查测试，小微企业服务站、古建筑数字化留存项等国内领先技术项目。未来，会顺应市场需求发展其他领域，比如食品3D打印、文化创意衍生品及教育等多个与人们生活息息相关的领域。

3D打印前景展望

近年，随着国外3D打印技术的突破以及在众多领域的应用，国内的3D打印行业也有了较快发展。近一两年内，3D打印在国内迅速地逐渐频繁地进入人们的视野，更多的中国企业积极布局进入3D打印行业渴望分得一杯羹。今年9月在广州召开的2015国际3D打印产业发展高峰论坛上，展示了国内外3D打印技术在医疗牙科、航天航空、工业设计、汽车、珠宝、模具、建筑等各行业的应用及发展。目前我国3D打印的大部分应用集中在军工领域的开发、模具的制造与教育平台。尤其是在教育领域的应用，有利于改善学生模型制作能力，提高学生设计和创新的欲望。

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、中国科技大学、北京航天航空大学、西北工业大学等多所高校积极致力于3D打印技术的自主研发，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取得了不错的成果，有部分技术已经处于世界先进水平，但总体而言，国内3D技术的研发水平和国外相比还有较大差距。国外有40%-50%的3D打印产品是直接做终端产品样机，而国内基本上还是停留在功能性测试、研发阶段来用这个技术，制约了中国3D技术应用产业的发展。从设备数量上看，美国目前各种3D打印设备的数量占全世界40%，而中国只有8%左右。

3D打印的优势在2011年被充分应用于生物医药领域，利用3D打印进行生物组织直接打印的概念日益受到推崇。比较典型的包括Open3DP创新小组宣布3D打印在打印骨骼组织上的应用获得成功，利用3D打印技术制造人类骨骼组织的技术已经成熟；哈佛大学医学院的一个研究小组则成功研制了一款可以实现生物细胞打印的设备；另外，3D打印人体器官的尝试也正在研究中。

随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新，3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力，同时其魅力更延伸至食品制造、服装奢侈品、影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。

智库建议：

尽管3D打印技术显示出巨大的潜在优势，但距离大规模的工业实际应用还有较长的一段距离。当前省内的3D打印企业还很难完全依靠市场生存，需要政府及有关部门对该产业在资金扶持、市场引导等方面实施一系列长期稳定的扶持政策。对于如何更好地推动山西3D打印事业发展，使之成为山西非煤产业新抓手、山西新型制造产业突破口，智库建议：

一是加强资金扶持。加大对3D打印技术研发和产业化的支持力度，推动设立3D打印产业发展资金，探索相关税收优惠政策。重点支持3D打印领域的关键共性技术研发、第三方检测试验平台建设、加强应用示范和产业化。

二是加强顶层设计和统筹规划。建议政府应该高度重视3D打印技术可能带来的制造业变革，深入研判全球3D打印技术及产业化的发展趋势，制定符合山西省省情的3D打印技术及产业化中长期发展战略和行动计划。

三是加快3D打印的试点示范与推广。3D打印发展初期要靠政府相关部门来统筹布局、合理安排，在有技术积累、人才资源、市场基础的地方先行先试，根据效果进行推广。