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2019年，全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到119.56億美元，年增長率為29.9%；中國2019年3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模為157.47億元人民幣，年增長率為31.1%。

自2011年以來，全球3D打印產(chǎn)業(yè)一直保持持續(xù)高速增長態(tài)勢，離不開各國政府對3D打印產(chǎn)業(yè)的強力支持。以我國為例，3D打印被列入了863科技計劃、《中國制造2025》等國家戰(zhàn)略，僅在2017年，我國就出臺了8項對3D打印的支持政策。在《增材制造（3D打?。┊a(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2017-2020年）》中明確規(guī)定，年均增速達到30%以上，2020年增材制造產(chǎn)業(yè)銷售收入超過200億元人民幣。由此可見， 3D打印對未來工業(yè)的重要性不言而喻。

2020年亞洲3D打印、增材制造展覽會（TCT Asia 2020）現(xiàn)場盛況

（視頻源自：TCT亞洲視角）

一、什么是3D打印

3D打印又稱為增材制造，是20世紀80年代末期興起的一種快速成型技術(shù)，它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，將粉末狀金屬或塑料等可粘合材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù)，對傳統(tǒng)的工藝流程、生產(chǎn)線、工廠模式、產(chǎn)業(yè)鏈組合產(chǎn)生深刻影響，是制造業(yè)具有顛覆性的成型技術(shù)。

與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比，3D打印不需要預(yù)先制造模具，在制造過程中不需要去除大量的材料，也不需要通過復(fù)雜的鍛造過程就能獲得最終產(chǎn)品。因此，在生產(chǎn)中可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)約材料和降低能耗。3D打印技術(shù)適用于新產(chǎn)品開發(fā)、快速單件和小批量零件制造、復(fù)雜形狀零件制造、模具設(shè)計和制造以及難加工材料制造、形狀設(shè)計檢驗、裝配檢驗和快速逆向工程。因此，3D打印行業(yè)越來越受到國內(nèi)外的重視，并將成為下一個具有廣闊發(fā)展前景的朝陽產(chǎn)業(yè)。

二、3D打印發(fā)展歷程

1986年，美國科學(xué)家Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。

1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。

1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。

2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

2010年11月，美國Jim Kor團隊打造出世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。

2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。

2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機。

2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。

2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。

2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。

“ONO之神”（圖片源于：雅昌藝術(shù)網(wǎng)）

2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”設(shè)計制造出3D打印金屬手槍。

2018年12月10日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D生物打印機，設(shè)法在零重力下打印出了實驗鼠的甲狀腺。

2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟。

2019年10月13日，河北工業(yè)大學(xué)用3D打印技術(shù)成功在校區(qū)內(nèi)復(fù)制并裝配了具有1400多年歷史的趙州橋，為古跡修復(fù)做出了有益嘗試。

2020年5月5日，中國長征五號B運載火箭上搭載的“3D打印機”，在太空中開展連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的3D打印實驗。這是人類首次實現(xiàn)太空3D打印實驗。

長征五號B運載火箭

三、全球3D打印主要國家市場份額

全球3D打印主要集中在美、德、中、日、英等幾個國家，2019年市場份額分布圖如下：

四、3D打印產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

3D打印產(chǎn)業(yè)主要包括3D打印材料、3D打印設(shè)備及3D打印服務(wù)三個方面。在2019年全球3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模中，三者占比分別為24.1%、44.3%和31.6%。

3D打印材料是3d打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種程度上，材料的發(fā)展決定了3D打印能否得到更廣泛的應(yīng)用。

目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠材料、金屬材料、陶瓷材料、彩色石膏材料、人工骨粉、細胞生物材料、砂糖等，隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，材料的種類還會越來越豐富。

3D打印作為一種新興的制造技術(shù)，目前，國內(nèi)尚未制訂出3D打印材料標(biāo)準(zhǔn)、工藝規(guī)范、零件性能標(biāo)準(zhǔn)等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國標(biāo)，但對于粉末類3D打印材料，業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了一些評價指標(biāo)，主要有化學(xué)成分、粒度分布、粉末球形度、流動性、松裝密度等，其中，化學(xué)成分和粒度分布是最常用的兩個評價指標(biāo)。

歐美克Topsizer Plus激光粒度分析儀

對于不同的3D打印技術(shù)，對于粉末材料的粒度分布要求也不同，比如，以激光作為能量源的打印機，因其聚焦光斑精細，較易熔化細粉，適合使用15~53μm或5~25μm的粉末作為耗材，因為此粒度范圍內(nèi)的粉末既有良好的流動性，又較易熔化；以等離子束作為能量源的打印機，聚焦光斑略粗，更適于熔化粗粉，適合使用53~105μm的粉末作為耗材。

3D打印行業(yè)普遍采用歐美克激光粒度分析儀測試粉體材料的粒徑分布，歐美克激光粒度分析儀具有動態(tài)測試范圍寬及測試結(jié)果真實性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、分辨力和靈敏度高等特點，是3D打印材料理想的粒徑分布測試儀器。