增材制造的现状

增材制造(additive manufacturing，AM)技术(也称为3D打印技术)是20世纪80年代后期发展起来的新型制造技术。

2018年，全球增材制造产业产值达到 97.95 亿美元，较2017年增加24.59亿美元，同比增长33.5%；全球工业级增材制造装备的销量近20 000台，同比增长17.8%，其中金属增材制造装备销量近2 300台，同比增长29.9%，销售额达9.49亿美元，均价41.3万美元。以美国 GE公司为代表的航空应用企业开始采用增材制造技术批量化生产飞机发动机配件，尝试整机制造，并计划2021年启用一万台金属打印机，显示了增材制造技术的颠覆性意义。相应地，欧洲及日本等发达地区和国家也逐渐把增材制造技术纳入未来制造技术的发展规划中，比如欧盟规模最大的研发创新计划“地平线2020”，计划7年内(2014—2020)投资800亿欧元，其中选择10个增材制造项目，总投资2300万欧元；2019年，德国经济和能源部发布《国家工业战略2030》草案中，将增材制造列为十个工业领域 “关键工业部门”之一；2014年日本发布的《日本制造业白皮书》中，将机器人、下一代清洁能源汽车、再生医疗以及3D打印技术作为重点发展领域；2016年，日本将3D打印器官模型的费用纳入保险支付范围。

我国增材制造技术和产业发展速度快，规模稳步增长，技术体系和产业链条不断完善，产业格局初步形成，支撑体系逐渐健全，已逐步建立起较为完善的增材制造产业生态体系。根据中国增材制造产业联盟的统计，在2015—2017年三年间，我国增材制造产业规模年均增速超过30%，增速高于世界平均水平；我国本土企业实现快速成长，涌现出先临三维、铂力特、华曙高科等一批龙头企业，产业发展速度加快。

1、创造能力在不断提升

增材制造在相关国家科技计划的持续支持下，已为我国航空航天、动力能源领域高端装备的飞跃发展和品质提升作出了重要贡献。目前我国已初步建立了涵盖3D打印金属材料、工艺、装备技术到重大工程型号应用的全链条增材制造的技术创新体系，整体技术达到国际先进水平，并在部分领域处于国际领先水平，如我国采用激光熔覆沉积技术实现了世界上最大、投影面积达16 m2的飞机钛合金整体承力框的增材制造；制造出了长达1.2 m的世界最大单方向尺寸的激光选区熔化钛合金制件，解决了传统方法难以实现的极端复杂结构的多结构、功能集成整体制造难题。同时，我国在增材制造技术的研究和产业发展方面已经形成一定的规模，从增材制造前处理模块产业到中游的设备制造和材料生产产业，再到下游的技术服务商和客户群体，已形成小规模的产业链。

我国于2016年底建立了支撑增材制造技术发展的研发机构——国家增材制造创新中心，旨在开发创新型增材制造工艺装备，专注于服务产业的共性技术研究，推进增材制造在各领域的创新应用，聚焦技术成熟度介于4—7级的产业化技术的孵化与开发，为我国增材制造领域提供创新技术、共性技术以及信息化、检测检验、标准研究等服务。同时一批省级增材制造创新中心也相继成立或宣布筹建，形成了国家级、省级增材制造创新中心协同布局的发展格局，逐渐形成以企业为主体、市场为导向、政产学研用协同的“1+N”增材制造创新体系。

2、产业规模快速增长

我国增材制造产业仍处于快速发展阶段，产业规模逐步增长。2018年，中国增材制造产业产值约为130亿元，相较于2017年的100亿元，同比增长30%。根据中国增材制造产业联盟对40家重点联系企业的统计结果显示，2018年，这些企业的总产值达40.63亿元，比2017年的32.83亿元增加7.8亿元，同比增长23.8%。2018年，中国增材制造装备保有量占全球装备保有量的10.6%，仅次于美国(美国的该参数为35.3%)，位居全球第二。

我国增材制造产业已初步形成了以环渤海地区、长三角地区、珠三角地区为核心，中西部地区为纽带的产业空间发展格局。其中，环渤海地区是我国增材制造人才培养中心、技术研发中心和成果转化基地。长江三角洲地区具备良好经济发展优势、区位条件和较强的工业基础，已初步形成了包括增材制造材料制备、装备生产、软件开发、应用服务及相关配套服务完整的增材制造产业链。珠三角地区，随着粤港澳大湾区建设的推进，增材制造产业将得到进一步集聚。中西部地区，陕西、广东、湖北、山东、湖南等省份是我国增材制造技术中心和产业化发展的重点区域，集聚了一批龙头企业和重点园区。

3、 应用领域持续拓展

增材制造技术应用已从简单的概念模型、功能型原型制作向功能部件直接制造方向发展，各领域应用持续拓展，尤其在航空、航天、医疗等领域的应用更为深入。以北京航空航天大学、西北工业大学、北京煜鼎增材制造研究院有限公司、西安铂力特增材技术股份有限公司为代表的金属增材制造产学研链条高校和企业，已初步建立了涵盖3D打印金属材料、工艺、装备技术到重大工程型号应用的全链条增材制造的技术创新体系，整体技术达到了国际先进水平，并在部分领域居于国际领先水平。除此之外，在航空航天领域，中国航空发动机集团成立了增材制造技术创新中心，旨在推动增材制造燃油喷嘴等零部件逐步走向规模化应用；2018年发射的嫦娥四号中继卫星搭载了多个采用增材制造技术研制的复杂形状铝合金结构件。在医疗领域，目前已有5个3D打印医疗器械获得CFDA(中国食品药品监督管理总局)批准上市，尤其是2019年初，第二类医疗器械定制式增材制造膝关节矫形器获批上市，标志着CFDA认证的增材制造医疗器械正从标准化走向个性化。在消费领域，先临三维科技股份有限公司量产3D打印鞋的数量已超过一万双，显示了3D打印技术在制鞋行业中的应用前景。