在AI算力需求爆发的驱动下，由于英伟达VR300（3600W）、AMD MI355（1400W）、谷歌TPU v7（约980W） 等主流AI芯片的热设计功耗已普遍逼近或超过1000W，突破了传统风冷散热的极限，使得液冷技术正成为AI数据中心的刚性需求。行业报告预测，到2026年，AI数据中心液冷渗透率将快速提升至40%，全球市场规模有望达到165亿美元（约1162亿元人民币）。[1]

然而传统制造技术所实现的液体冷板散热性能已亮起了红灯，增材制造-3D打印作为在实现复杂三维结构、一体化功能集成结构时具有显著优势的技术，是不是可以成为下一代液体冷板制造届的“能力担当”？如何通过先进设计激发增材制造技术在这一领域的潜能？

传播增材思维的火种，本期SparkTalk，由3D科学谷SparkUnion-星火联盟成员-LEAP71大中华区独家合作伙伴/上海集栈科技创始人林一祎女士，主要从计算工程技术驱动的增材制造设计角度，谈谈她对于3D打印下一代液体冷板如何重塑数据中心热管理的见解。

Q: 数据中心的发展对于散热提出了怎样的挑战？

数据中心技术与需求每三年就“翻一番”,这个时间周期正在持续加速——从云计算、大数据到今天的生成式AI，每一次迭代都把“散热”推向新极限。

目前从“需求变化→散热痛点→技术方向”链条出发，对散热需求包括不限于：

芯片层面：单卡功耗破千瓦，风冷散热天花板被击穿。传统风冷（热管/均热板+机房空调）已经很难稳定压住功率1000W 的芯片；英伟达下一代的更高功率芯片已逐渐量产，预计轻松突破1500W+，风冷已经逼近声功率和温度极限。基于目前的高热流密度，热量被困在封装内部，需要更高效的热管理方法直接带走热量。

机柜层面：单柜功率从6kW→60kW→120kW，局部热点瞬间爆表，而局部热点的小温差 1–2℃ 就能触发降频或宕机。

数据中心层面：PUE政策与电费双重挤压，散热必须“既省地又省电”。 国内“东数西算”新建机房强制PUE≤1.25，北京/深圳核心区更要求 ≤1.15；风冷机房平均PUE1.6–1.8，液冷可轻松做到1.05–1.15，已经成为基于政策和节省资源层面的刚需解决方法。全球数据中心2024年已吃掉1.5% 总电量，IEA 预计 2030年冲到4%；AI训练中心电费占TCO 50% 以上，散热系统每降低0.1 PUE，10MW 机房十年可省电费约1500 万元。

数据中心从“风冷够用”到“液冷必需”，核心驱动力就是“芯片功耗千瓦级+机柜功率十万瓦级+PUE政策红线”——散热必须向高导热、高比热、低温度梯度的液冷演进，否则算力再强也“热”到跑不动。

Q: 传统制造的冷板能够应对这些新挑战吗？是否需要一种全新的设计和制造范式？

“铣削+钎焊”这条传统路线在几何、公差、可靠性、时效性等方面的红线已经亮起，业界需要在设计、制造端唤醒“3D设计制造一体化”这一新范式。

传统制造的“硬墙”

1. 微通道极限：受刀具径深比限制，CNC无法稳定加工超高精度的连续通道；钎焊后焊料流动容易堵塞，热交换面积做不上去，高比表面积又是提升换热效率的一大指标之一，所以人们开始思考超高精度的板翅设计，如英伟达黄仁勋提出的MLCP方案，即微通道液冷板。

2. 热点匹配度低：直线/铲齿流道是2D思路，面对GPU核心+显存“非均匀热图”只能平均化，局部温差仍较大，容易触发降频。

3. 泄漏及强度：多零件+焊缝结构会提升泄漏率，随时可能报废整柜。

4. 迭代速度与成本考量：开模-冲压-钎焊-检漏-修模周期较长，AI 芯片迭代速度较快，传统节奏很快无法同步。

创新型设计范式如计算工程，结合3D打印可以在很大程度上加快迭代周期，拓宽设计制造一体化思路，从而在成本层面以及技术层面上进一步优化终端产品形态。具体可以通过如下几方面得到体现：

1. 计算工程给出的几何自由：基于目前终端客户需求确定设计边界，运用在航空航天等热管理领域积累的计算工程的工程模型库，跨行业设计优化不同于简单的翅片（Fins）结构或者2D CAD仿生结构等，解决特别存在于高功率芯片上工作热量集中/热流密度高的痛点，均质化热流密度的同时指数级提升比表面积，同时降低热阻。基于目前包括不限于MLCP等结构设计存在的优缺点进行分析，可以发现其对于工艺的要求非常高（SLM增材制造工艺需要达到0.15-0.2mm的层厚和间距），无形中提升了制造成本，缩减了工艺的选择性。设计需要进一步考虑制造端的更多可能性，进行迭代，争取在设计端可以突破高精度制造端的限制。

可堆叠液液热管理结构

在600mm幅面3D打印设备采用无支撑工艺进行加工制造

2. 一体化无焊：3D打印的兴起给了我们更多制造端的可能性，如激光或ECAM电化学沉积一次成型等，可以从成本的角度出发，结合传统工艺拓宽最终产品形态的设计思路。

3. 材料潜能释放：运用散热效率高的材料如纯铜，另外也考虑铜合金的可能性：结合制造工艺优化材料组分和材料工艺，解决纯金属（铜）强度低、耐腐蚀性差、抗氧化差等问题。需要考虑合金降低的热导率，可以从两个方面解决：

a) 设计端弥补：通过计算工程生成的高效结构弥补材料段导致的热导率降低的缺陷；

b) 改性合金：通过添加微量元素，在考虑成本的基础上达到与纯铜持平甚至超越纯铜的热导率，即400w/mK。

4. 研发节奏：计算工程快速设计迭代→结合3D打印的工艺定型→测试闭环，设计变更只需改代码，可快速验证新版结构，迭代速度与芯片同频。

“铣削+钎焊”逐渐触及物理、经济和时效三重天花板；我们需要探索耦合材料、设计以及制造工艺的一体化解决思路新范式——这不是“升级”，而是“换代”。

Q:  3D打印液冷板规模化应用存在哪些挑战？

采用金属3D打印工艺的主要顾虑有：

1）制造成本

2）批量时的交期

3）技术方式，如红光打印与绿光打印的对比（包含尺寸精度、成本等），材料的选择、结合3D打印的工艺选择等。

但目前3D打印在冷板的形态中已经是刚需，需通过创新设计和材料以及工艺，来进一步拓宽3D打印在冷板量产方面的可能性。

Q:  3D打印液冷板存在哪些设计挑战？AI+计算工程技术如何赋能增材制造冷板设计？

现阶段，存在的主要挑战包括应用端缺乏基于3D打印制造技术在更优化更有效散热结构上的设计思维。同时，对于对材料和工艺的综合考量也相对缺乏，这导致设计端受到限制，从而限制了3D打印在液冷板设计中的可能性。

AI可以进一步优化植入到计算工程中的数据有效性，而计算工程可以给出几何自由：基于目前终端客户需求确定设计边界，运用计算工程跨行业工程模型库设计优化结构，解决特别存在于高功率芯片上工作热量集中/热流密度高的痛点，均质化热流密度的同时指数级提升比表面积，同时降低热阻。设计需要进一步考虑制造端的更多可能性，进行迭代，争取在设计端可以突破高精度制造端的限制。同时，计算工程可以进一步根据材料的选择定制化设计方案，解锁更多材料运用在液冷板应用的可能性。

Leap71 计算工程设计的高效热管理结构

l 典型先进热管理结构 l 计算工程设计结合3D打印一体成型，以优化的内部冷却流道提升热管理效率，解决气动塞式发动机（Aerospike）塞体尖端的极高温（>2000K）和梯度热应力挑战。

Q: 展望未来，有哪些是需要产业链上下游共同推动的？

再牛的3D打印冷板也救不了“孤岛式数据中心”，只有“芯片-打印-液冷-运维”全链路打通数据、接口与模型，才能让越来越高要求的数据中心热管理集群真正跑起来，而标准制定、联合实验室、开源数据库、资本生态库等等等则是推动新范式的“集结号”。

认知，是信念的底座

3D科学谷SparkTalk，只在每年岁末年初做一件事：希望传递给增材制造产业一束“信仰之光”，把那些行业跳动的脉搏翻译成所有人都能听懂的“下一个伟大变化”。SparkTalk不是年终秀，而是一场“信仰接力”——从增材制造出发，让智能制造的脉搏跳动成能看的到未来的节奏。预见全球智能制造的“伟大变化”，不是预言，而是此刻正在发生的现场。
欢迎更多业界人士加入分享属于你的认知，在这里，我们一起相信信念的力量，一起相信每一个微小的改变，将成为变革的因子，推动增材制造与传统制造共谱下一代自进化、可持续发展的智能制造蓝图。

参考资料：
[1]《国海计算机 | GPU+ASIC渗透加速，液冷市场规模再添增量》

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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上世纪70年代末至80年代，中国在邓小平的推动下，确立了“以市场换技术”的方针，通过允许外资企业进入国内市场，来换取先进技术的转让，从而快速提升本土工业技术水平。如今，欧洲正在讨论和考虑一个“镜像策略”，其直接原因是应对中国在新能源汽车、电池等领域强大的制造实力。根据3D科学谷的市场观察，欧洲可能会寻求将中国的前沿应用经验纳入其严密的工业标准体系。这也是中国技术从“应用创新”走向“标准和未来范式的共同定义者”的机会。

▲欧洲正在讨论关于学习中国当年的以市场换技术的合资战略

无论如何，欧盟的讨论本身印证了全球产业协作进入了一个新阶段：技术流动从单向变为双向。中国在增材制造等领域的应用创新和快速产业化能力，已成为全球产业链不可或缺的一环。

而在3D科学谷看来，这是中国增材制造从全球最大“应用试验场”到产业协同“创新引擎”的升维之路。

 新范式下的协作创新伙伴

经历了前期的快速发展和激烈竞争，中国的增材制造技术正从大步迈向终端产品的制造。从医疗植入物到航空航天构件，从消费电子产品到半导体设备，中国正在不断的重新定义“增材制造”的可能性边界。

同时，可以预见，在这场全球性的产业升级中，中国凭借其庞大的市场规模、完整的产业链和独特的政策环境，扮演着越来越重要的角色——不是作为传统意义上的“威胁”，而是作为全球增材制造生态系统中不可或缺的 “压力测试场”、“解决方案孵化器”和“协作创新伙伴” 。

l 市场跃迁：从规模优势到标准和未来范式的共同定义者

根据3D科学谷的市场观察，未来10年，中国的增材制造有望在五大领域实现标准定义权，包括电子产品精密结构件、米级航空/航天构件，新能源汽车轻量化，以拓竹为代表的消费级“桌面工厂”，以及医疗植入 & 精准外科。

▲2025年11月德国法兰克福formnext展会上的拓竹展台以创新定义中国制造新面貌

中国市场的庞大规模首先为增材制造技术提供了无与伦比的规模化应用场景和迭代速度。根据《同种异体骨材料的研究进展及临床应用》，我国每年完成超过50万例骨移植手术，为个性化植入物提供了海量的临床需求和应用数据。更重要的是，中国正在将这些应用经验转化为行业标准。通过建立全球最大的临床病例库，并与可降解镁/锌合金等新材料研发、严格监管审批形成闭环，中国有可能牵头制定下一代个性化医疗植入物的国际标准与认证路径，为患者提供更优解决方案。

在新能源汽车和航空航天领域，中国在米级构件、太空制造、复合材料增材工艺等方面的实践，正在积极转化为新的行业标准。这意味着，中国已从技术应用的贡献者，开始迈向行业规则与未来范式的共同定义者。

根据工业和信息化部，2024年，我国新能源汽车年产销量迈上千万辆级台阶，分别达到1288.8万辆和1286.6万辆，新能源汽车产销量连续10年位居全球第一。根据3D科学谷的市场观察，这也使得中国积累了最多的真实路测数据。这也为车用增材制造材料的性能验证与数据库建立提供了独一无二的资源。中国企业还在尝试3D打印一体化“底盘-电池-冷却”混合结构，这些前沿的探索，都将进一步重新定义中国在新能源汽车领域的创新实力，从而进一步为推动增材制造在新能源汽车制造领域的应用做出贡献。
根据3D科学谷，中国对增材制造的全球贡献是结构性且互惠的：全球行业获得了经过极限验证的技术方案、降本的工具和新的思路；中国则通过解决真实世界最复杂的问题，锤炼并证明了自身的创新能力，从而更深度地融入并塑造全球高端制造体系。

一方面中国的增材制造设备成本下探，尤其是大尺寸、多激光高端设备的市场价格，客观上促使国际同类设备定价趋于合理，降低了全球研发机构和企业采纳先进技术的初始投资门槛。另一方面，与此同时，中国庞大的航空航天制造需求，培育了世界级规模的增材制造服务生态。这使得全球任何机构在寻求复杂构件打样或小批量试制时，都能找到一个成熟、高效且经验丰富的供应链选项。

在最精密的半导体和消费电子领域，中国企业的角色已深度嵌入全球高端制造的核心链条，并开始重塑产业链的逻辑。

目前，苹果、荣耀等旗舰产品的高端钛合金部件的增材制造采用中国企业代工，这不仅是因为成本，更是有望率先将材料学、热处理、精密后处理等复杂工艺封装成稳定、可批量交付的制造能力。这表明，在规模化量产领域，中国增材制造业的价值，已从单纯的加工服务，升级为提升全球高科技产业链效率、韧性与成本竞争力的关键赋能环节。

同时，中国增材制造业的崛起，不应被视为一场零和博弈的威胁。在3D科学谷看来，这正在成为全球产业创造前所未有的协同价值。

基于强健的供应链体系，和对于量产成本的控制能力，中国已经成为全球共性技术难题的“超级试验场”。任何增材制造工艺、材料或设计，在中国庞大且多元的市场中经历规模化、高强度的应用验证后，其成熟度和可靠性将得到极大提升，从而加速全球技术的成熟曲线。为全球提供了应对供应链碎片化、实现柔性生产的可行蓝图。中国基于自身实践提出的方案，为形成更包容、更高效的国际标准提供了关键参考。

下一步，基于数字孪生软件及人工智能软件，通过预测性、自适应和标准化，进一步推动解决增材制造在质量、成本、效率上的三大矛盾，以工业级的一致性，可预测的成本和速度，大规模打印出合格产品的新制造范式为增材制造规模化应用扫清最大障碍。

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认知，是信念的底座

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尊敬的3D科学谷谷友，

大家好！合上2025年的日历，心里有一个清晰的感受浮现：增材制造这个曾经充满想象力的“少年”，正在一场静默而扎实的“成人礼”中蜕变。

过去，我们常常兴奋于“谁发布了新设备”，而现在，行业集体更多的将目光投向了一个更根本的问题——我们究竟用这些技术解决了什么？下一步还将需要解决什么？在这里，特别分享我对2025年的行业“拾贝”，以及对2026年的几点开放式思考。期待与你一起探讨、碰撞。

I 现象：从追赶到定义

中国在增材制造全球版图的角色正在从“追赶”到“定义”，包括从材料端，钛合金粉末价格持续下探，铝、铜、难熔金属继续扩大国产化，而在设备端，多激光、大尺寸系统开始走向海外，而这一能力是中国的，也是全球的。 2026年，我们将看到更多中国增材制造为全球探索更多创新点与价值创造，从而推动全球增材制造的健康发展。

值得思考的是，在“并跑”之后，2026年及之后中国能否输出一套被国际广泛采纳的“标准”？或者说中国标准如何与国际标准实现配合与相互推动？

（延伸阅读：从“制造”到“智造”：高精度传感器正重塑增材制造未来——从ASTM的ICAM大会看行业智能化趋势及中国机遇）

I  现象：消费级开辟的蓝海是否将红海化？

2025年，朋友圈刷屏了拓竹创始人的小作文，从3D科学谷的视角来看，拓竹重新定义了3D打印行业的发展，以工业级性能下放至消费级门槛，将3D打印从小众用品重新定义和转变为普通消费者可以使用的生产力工具，并打破了“快就无法精准”的传统认知，也重新确认了中国企业在突破性创新方面的世界影响力。整个3D打印行业，不仅仅是中国，包括其他国家的友商都在为拓竹赞叹和欣赏。（延伸阅读：聚焦数字智造，共塑可持续未来：GAMS 2025全球增材制造峰会成功举办）

可以说拓竹开启了人们重新看待增材制造的方式。而大疆将行业引向何方，是更广阔的蓝海，还是将当前的蓝海红海化？还将拭目以待！

一种说法是大疆可能将增材制造设备嵌入其现有生态系统（如测绘、巡检、农业无人机），提供“现场扫描-设计-打印”一站式服务，应用于野外维修、应急生产等场景。

在我看来，大疆的入局，看似从消费与工业两端切入，实则与拓竹共同指向同一个未来：增材制造正从“一种工艺”转变为“泛在制造能力”，嵌入从桌面到工厂的每一个生产环节。其深层变革不在于单点技术突破，而在于通过系统工程思维、生态构建与跨界整合，重新书写行业规则。2026年后的竞争，或将不再是“谁能造出更好的打印机”，而是 “谁能将制造能力无缝嵌入人类的创造流程”。

I  机遇：海南封关：一条“离岸快车道”

零关税、加工增值内销免关税、企业所得税优惠……综合税负可能降低20%-30%。 2026年，会不会诞生“海南增材代工”新模式？左手储备进口材料，右手为内地及全球客户提供制造服务？

2025年中国贸易顺差首次突破万亿美元，顺差部分源于高端装备、新能源汽车等品类出口增长，这间接提升了“中国智造”的整体信誉，为工业级增材设备出海降低信任成本。同时也将吸引更多国际企业将增材制造这类柔性生产能力布局在中国，推动转向“与“中国共同制造”的“利益缠绕”战略。

与“中国共同制造”，海南封关对外资吸引力是具有战略价值的，可以看到，外资企业将在海南获得一个战略缓冲层——既不必完全遵从中国国内产业链的成本竞争逻辑，又能无缝对接中国市场需求与创新资源。对于增材制造这类高度依赖技术协同与供应链柔性的产业，海南可能成为全球混合制造与分布式制造的核心节点：在这里，全球化的设计、全球化的材料商的粉末、全球化的打印设备与中国灵敏的供应链体系，可以在一套低关税、数字化的系统中高效耦合。而进一步，在海南，基于数字孪生构建“可信制造网络”，使跨国分布式生产可追溯、可审计。（延伸阅读：NAMIC支持A*STAR IHPC新加坡科技研究局高性能计算研究所与SynaCore部署增材制造数字孪生设备适配）

从增材制造的柔性化和数字化本质出发，海南或许将被定位为增材制造全球制造网络的解析器——通过在此构建跨域协作能力，重新定义自己与中国乃至全球产业链的关系。

I  机遇：内卷的出路：价值交付

内卷的尽头不是内卷，内卷的尽头是价值链创造的重构，从数字流、数字孪生、人工智能技术范式融合的视角看，增材制造正在从“工具革命”进入“系统革命”阶段。当前行业的内卷困局，本质是同质化竞争在有限技术维度上的挤压式溢出。而数字技术的深度融合，恰恰提供了跳出低维竞争、重构价值链的突破口。

我们把增材制造视为一种制造手段，那么最终用户需要的则是 “确定性制造结果”与“端到端价值闭环”。

通过数字孪生在虚拟空间中预测热变形、残余应力等缺陷，提前优化支撑结构与扫描路径，将实物试错转为数字迭代。不久的未来，数字孪生将为每个3D打印部件生成唯一数字身份证（数字护照DPP)，不仅包含材料批次、工艺参数等可追溯信息，还可以预测微观组织、机械性能等信息，从而实现产品的预检测，在不久的未来部分替代真实检测。

另一方面，随着欧盟EPR法规已落地，高废料率面临附加费绿色成本显性化。可以预见2026及以后，可循环经济更加成为竞争力和战略的一部分，增材制造将更加具备作为成为主流制造工具的价值，2026年，我们能否将增材制造的“绿色红利”写进战略？这将考验全方面的系统化布局能力。

2026年及以后的赢家，很可能属于那些能将技术、合规与服务整合为“一键交付”方案，并直接为客户计算投资回报率ROI的企业。

I 展望2026: 深海已现，理性而热情地远航！

米级金属3D打印、多材料梯度制造、AI与数字孪生、绿色制造、海南政策窗口……所有技术变量与政策动向正在同一时间轴上加速交汇。

这些不会为观望者预留窗口，2026年及以后，很可能成为“市场+合规+标准”三重共振的拐点——错过这一程，未来的追赶代价或将倍增。

最后想说：感谢每一位谷友，感谢我们的同行者。你们的坚持、勇气与创新，才是这片深海中最明亮的灯塔。

期待在2026年的某个现场，与你再次击掌、共话前沿。

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新的一年即将开启的时刻，按照3D科学谷的惯例，借此机会与谷友们畅谈这一年的所观所得。

 现状

根据中商产业研究院，中国在2023年的3D打印市场的规模将达到367亿元人民币，在2024年，将增加到415亿元人民币。

3D科学谷认为，随着技术的持续发展和成本逐渐下降，3D打印在航空航天和医疗设备等领域（例如高准确性和高复杂性要求）进行了产业化，助力传统制造进行产业升级。新兴的人形机器人以及低空经济区（例如无人机）正在采用3D打印技术作为关键组件开发的核心技术。

 展望

中国增材制造业的规模将继续增长，中国将基于创新能力和降低成本的能力以及从应用市场的采用率提高的能力来领导增材制造业的发展。从追赶到自主创新，中国将诞生最好的创新，这里面包括学院方面出现的，和企业的研发中心出现的创新。抱着向全世界开放的决心，中国将在世界范围承担积极的推动增材制造行业发展的角色，为AM增材制造行业铺平道路，以实现更可持续的制造以及更绿色的环境。

国际合作与竞争力：基于双赢的出发点，中国的增材制造行业发展将更加开放，品牌和产品有望成为领导全球行业发展的积极元素，以优化和分配全球创新资源，并集成到全球市场，实现共同发展。

工业生态系统建设：中国正在建设一个完整的增材制造产业链，涵盖材料、工艺、软件、设备等核心元素，并打造制造生态系统的良性发展，包括测量、标准、测试、认证等。

 技术

无支撑3D打印技术：大多数中国制造商已经发布自己的无支撑/更少支撑的3D打印技术。

超级尺寸：例如，铂力特发布了新的优化BLT-S825，该设备配备了24个激光器。BLT-S825的成形尺寸为850mm×850mm×2500mm（W×D×H），净成形高度突破2.5m，满足超高尺寸零部件一体化成形需求。

针对特定应用的解决方案：例如，联泰科技开发了光敏感树脂3D打印技术的特殊精确度，以创建轮胎模具的细节，准确性和细节远远超过了传统的工艺。这使轮胎模具打开了无限的设计空间，并且可以实现人为难以达到的复杂形状。

 趋势

指数级别的速度，人工智能将重新定义增材制造硬件的迭代

通常，软件的迭代速度是快的，硬件的迭代速度是慢的，增材制造从诞生起就带有数字化的特点，通过人工智能推动数字孪生的发展，AI的出现提供了解决方案，以应对当前技术硬件方面效率低下和成本高昂的挑战。（延伸阅读：人工智能带来3D打印设备开发效率和准确性的巨大飞跃！）

历史机遇，商业航天成为增材制造发展的巨大金矿

商业航天领域对增材制造技术的需求不断增长，商业航天对于低成本、大尺寸增材制造部件的需求有望提升，以满足更密集的发射任务以及降本增效的需求。中国的增材制造技术的应用不仅推动了商业航天技术的进步，也为其带来了显著的成本效益和效率提升，成为推动行业发展的重要力量。（延伸阅读：国内商业航天产业将进入发展黄金期，将催生金属3D打印怎样的发展？）

全球化，以一种新的方式呈现

全球化不再是单一的、由少数国家主导的过程，而是变得更加多元、平等和包容，同时也更加依赖于数字技术和网络社会的发展。中国公司还需要与国际合作伙伴进行更多的合作，这可以引入不同的观点，并促进技术交流，这最终使多方受益，并为未来的增材制造行业增长铺平道路，系统布局全球发展的中国企业将抓住更广阔的发展机遇。（延伸阅读：从研发端催化高通量3D打印势能！Dyndrite加入ACAM德国亚琛增材制造中心社区）

 竞争，新维度

此前，中国增材制造公司之间的过度价格竞争会影响利润率, 为了更可持续的发展，在竞争中脱颖而出，增材制造公司需要通过专注于质量，独特的产品和价值服务的服务来脱颖而出。同时，公司需要为国际市场开展专利布局，以确保未来的竞争力和长期发展实力，在这方面香港和新加坡是设立区域性海外管理总部的战略支点（延伸阅读：NAMIC 全球增材制造峰会GAMS：新加坡的创新、可持续性和战略合作)。

一起期待建立更好的信任、合作、共创，面向更可持续的未来，2025年共同见证中国伟大的变化！

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3D科学谷创始人Kitty于TCT亚洲展
© 3D科学谷

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根据德国ACAM亚琛增材制造中心，3D打印企业在全世界范围普遍来说并没有实现很好的盈利，一个关键点是从应用的产业化角度来看，可以实现盈利的制造模式应该是具有经济效益的数字驱动的端到端的制造工艺链为核心，而当前3D打印陷入在一个两难的境地，往往是当规模扩大的时候，随之而来的生产成本以级数级别的增加，这反过来使得要实现盈利成为非常具有挑战的事情。

最终，3D打印将进化出数据驱动的具有经济效益的端到端的制造业工艺链解决方案，而离这一天，我们目前还有很长很长的路要走。

我们即将告别2023年，这是3D打印发展历史上非常不平凡的一年，尤其是临近年末，一连串的关于退市、破产、震荡、退出的消息犹如冬天的寒流袭来，让很多从业者在震惊与重建信心中挣扎，2024，3D打印市场将何去何从？

我们先来看一下这一连串的负面消息背后的主导因素，从而能够更好的理解和判断3D打印市场将何去何从。

3D科学谷创始人Kitty于SAMA论坛
© SAMA

截止到目前，Desktop Metal的股价在0.8美元附近徘徊，股价最低触及0.61美元，与之前的股价高点34.94美元相比，市值缩水了90%以上，2023年11月Desktop Metal收到纽交所退市通知。

根据Desktop Metal的2023三季报，2023年1月1日至2023年9月30日Desktop Metal的收入为1.37亿美元，净亏损为1.49亿美元。其实对于这件事的结果3D科学谷的谷透视栏目《3D打印行业史上最大合并，透视Stratasys与Desktop Metal合并带来的风险》，《极速的收购下带来的财务与管理压力，独角兽企业Desktop Metal的挑战与风险？》早在2022年已有预判。

 Desktop Metal资产负债（单位：USD)

 Desktop Metal资产回报率

© 雪球

3D科学谷在2022年当时的预判之一是Desktop Metal财务风险极高，考虑到Desktop Metal因连续收购导致带来的银行贷款使得其债台高筑，2022年负债高达2.27亿美元，也就是说Desktop Metal运营的刚性成本高于“自造血”能力（盈利能力），那么如此激进的收购带来的财务负担隐患是这家企业难以应对的痛苦。

Desktop Metal一边“失血”一边缺乏“造血能力”的案例并不少见，如果把目光移到3D打印行业之外，一个典型的案例是Elon Musk收购Twitter，从银行贷款100多亿美金，考虑到Twitter本身处于亏损状态，而因收购带来的每年需要偿还银行的利息无疑是Twitter难以摆脱的刚性成本之一，要赚到足够的毛利润以偿还利息，这也成为Twitter难以克服的痛苦，将Elon Musk带到了一个进退维艰的境地。不过对于全世界最爱冒险的Elon Musk来说，他对此早有预见，在决意收购之前，他表示“我现在相信Twitter已经命悬一线，如果只是当个董事会成员，我救不了它。所以我干脆买下它，然后私有化，让它走上正轨。”

Twitter是否能获得重生，世界在拭目以待。考虑到Elon Musk收购Twitter中130亿美金的来自7家银行的贷款，2023年由于美国市场基准利率的上升（5.3%)，Twitter在2023年需要偿还的这笔利息高达14.5亿美元，这笔利息俨然形成了压倒骆驼的最后一根稻草之势。

显然，对于大多数人来说，拥有稳健的“自造血”能力（盈利能力）是越早越好，刚性成本越低越好。

相信Desktop Metal的案例将为行业发展敲响警钟，关于刚性成本（overhead cost), 依赖资本“输血”的3D打印业界普遍对overhead过高没有表现出很高的风险意识，而Desktop Metal的遭遇对业界的惊醒，那将是让行业发展受益的事情，刚性成本需要得到合理化的战略化的控制，企业自造血的能力需要得到空前的重视。

此外，3D打印正畸独角兽SmileDirectClub债务累计高达约9亿美元，自身“造血”能力远不及运营上的“失血”能力，SmileDirectClub于 2023 年 12 月宣布关闭。3D科学谷在《3D打印正畸独角兽陨落背后，牙科创新潮流的转变》一文中，对SmileDirectClub的破产做了详细的分析，其关闭则跟复杂的外部环境、美国的通胀带来的消费抑制、缺乏准确的品牌定位与价值主张的相一致、以及SmileDirectClub本身的运营管理尤其是现金流管理有很大关系。

2023年12月，另外一家明星企业Velo3D以创始人离开震惊了业界，作为一家来自美国西海岸的创业公司Velo3D以所向披靡的技术创新、融资、获取订单的实力正在树立3D打印应用新标杆，即使在2021年疫情期间，Velo3D仍完成了4000万美金的融资，获得总计1.5亿美金（超过10亿人民币）的融资。2021Velo3D上市后市值达16亿美元，然而，目前市值仅剩1.27亿美元。

与Desktop Metal和SmileDirectClub疯狂的收购和扩张不同的是，Velo3D在发展上相当聚焦，颇具想要做百年老店的深扎深打的风格，在3D科学谷看来，无支撑仅仅是Velo3D与用户沟通的话术，Velo3D的市场定位相当清晰：设计自由，敏捷生产和质量保证，这些是Velo3D通过技术打造的独特的市场定位。Velo3D成功地获得了制造业中技术要求最高的合同之一，即向世界上最成功的私人火箭公司之一的SpaceX公司提供3D打印机。Velo3D与SpaceX合作，引领着太空旅行，运输和能源的未来。从2014年至今，成为主流航空航天业领导企业的供应商，Velo3D开辟了一条针对金属3D打印走向产业化的痛点来开发设备与软件解决方案的道路。

Velo3D的董事会主席是欧特克前CEO Carl Bass, 以3D科学谷的了解，Carl Bass深具对制造业和制造业软件的理解，从Velo3D前期的发展过程看，Velo3D在市场定位和技术护城河方面都相当清晰，甚至出现了超越老牌3D打印企业的发展势头，不过一家企业的发展，在不同的阶段需要的能力并不相同，或许Velo3D正在通过换帅获取一次新的升级转型。制造业转型有三个路径和方向，第一要保持成本优势，制造业企业在发展过程中都会面临降本增效、提质增效等成本问题；第二要建立差异化优势，做到“人无我有，人有我优”；第三是产业转型升级，简单来讲就是换路径，最好是带着优势到下一个路径。而换帅后的Velo3D将走向何方？我们一起持续观察。

增材制造企业嘉宾及3D科学谷创始人Kitty于Formnext展会
© Formnext

l 展望 l

那么2024，3D打印市场将何去何从？

在这里，我想先跟大家分享一个印刷行业的案例，2023年个人有幸参观了这家企业的运营，并倾听了这家企业的分享，这家企业叫美柯乐。美柯乐成立于1998年，是一家主营业务为出版物印刷的民营企业。

没错，这是一家做二维印刷的企业，并不是三维打印的企业。但是，从这家企业，你却可以看到未来3D打印企业充分产业化的部分样貌将是什么样的。

未来工厂
© 张曙、3D科学谷白皮书

为什么这么说呢？

2011年至2019年间，美柯乐在数字化建设过程中面临着诸多问题，以下是较为重要的四个方面。

第一，离散型制造的生产工艺流程变化繁复。工业制造主要分为流程型制造和离散型制造，少部分企业是两者结合形成混合型制造。而书刊印刷属于标准的离散型制造，具有订单的品类不同、生产工艺流程变化繁复等特点。

Insight：非标、离散，这与3D打印服务企业的订单状态何其相似。

第二，印刷主流的进口设备接口打通成本较高。例如，美柯乐的印刷机是海德堡，胶装、骑订、配锁、精装设备是马天尼品牌，这导致不同设备之间接口打通成本很高。

Insight：相比之下，3D打印更为复杂，因为还涉及到材料、加工参数、后处理等等更多的影响因素与环节。

第三，与其他的工业门类对比来看，印刷行业标准化程度相对比较低。

Insight：如出一辙，标准化程度低也是当前3D打印行业的发展之痛。

第四，专业院校的人才问题。专业院校的普通技能型人才出现招生困难，印刷企业所需的数字化转型人才较少。当印刷企业自身缺乏人才储备，在智能化升级时就会出现很难招到相应人才的问题。

Insight：如出一辙，人才匮乏也是当前3D打印行业的发展之痛。

下面，让我们用“放大镜”来看一看美柯乐的智能工厂，从这家智能工厂身上，我们能看到的是3D打印行业发展的一个目标缩影。

美柯乐数字化的一期建设已经完成，打通了设备、数据、物流和生产，实现了海德堡、马天尼、柯达等品牌设备间实现设备与设备、数据与数据联通。在数字化建设的过程中，美柯乐一直做数字化改造，引进数字化相关设备，大幅提高了产品质量和生产效率，最终的目标是形成全厂大数据循环。美柯乐曾经认为硬件很重要，但在未来数据是最重要的生产要素之一，在生产管理上多挖掘1%的数据，就是新增1%的利润，因而要重视数据、重视软件。

3D科学谷延伸阅读：洞悉数据与软件赋能增材制造走向智造的发展(24页ppt)

我们不妨通过深度了解美柯乐的现在，来对齐一下3D打印行业发展还需要发力和补齐的短板。美柯乐的数字化建设主要集中在如下方面：

1.

柔性生产计划的制定与执行

美柯乐的数字化项目引进了印刷智能计划排产系统（APS），减少了大量的计划排产人员。规划可行最优的物料需求计划与生产排产计划，实现智能计划、实时排产、数据协同、按需生产的目标，达到生产排产与经营的无缝衔接。

Insight：实时排产带来效率的极大提升，这也是3D打印未来呈现出离散化产业化制造特征的必须。而3D打印服务企业下一步在设备采购的时候，势必会更加关注设备的鲁棒性、稳定性，可扩展性，因为一旦进入到生产线，对设备的运转要求将大大区别于实验室或小作坊对设备的要求。

2.

智能仓储

美柯乐智能工厂围绕物流进行建设，将立体仓库作为工厂的心脏，它的每一次脉动就是工厂整个生产周期的一次波动。印刷行业采用传统地铺形式仓储，具有难找货、难移货、空间利用率低及管理效率低下等突出问题，并且由于与产线不对接，现场各环节运输量巨大。为此，美柯乐建设了全自动无人立体仓库，解决传统仓储方式带来空间利用率低及管理效率低下等突出问题。

Insight：美柯乐的智能仓储包括物料进入到仓库时的自动化物流与标签体系，从源头材料入库到产品入库再到出库的数据化与自动化也是3D打印未来呈现出离散化产业化制造特征的必须。

3.

智能在线检测与质量优化

书刊印刷生产流程具有复杂度高、工序组合种类多等特点，由于原材料本身、裁切设备和加工工艺等多方面原因，导致产品、活件、半成品等出现色差、脏点、白点、异物、错帖、封面错误等不同类型的缺陷。美柯乐目前利用高速工业相机70余台，华夏视科胶印图像离线检测系统，部署在靠近产品或数据源头的网络边缘侧，对产品质量缺陷进行检查。

Insight：首印即合格，质量的可预测与可重复也是3D打印未来呈现出离散化产业化制造特征的必须。

4.

人机协同作业

美柯乐引进了13台AGV、6台RGV、4台全自动取卸机器人、2台全自动加料机器人、2台全自动提升机，在多个场景协助员工进行生产作业，大幅度降低体力劳动强度，避免安全隐患，让员工真正转型为技术工人。

Insight：美柯乐的工厂基于数据驱动，这使得他们的发展优势十分明显，在建立下一个工厂的时候，美柯乐不需要从零开始，而是通过系统实现轻松的工厂到工厂的复制，这其中人机协同作业是可复制的重要一环。如何实现人机协同，实现车间级别的可复制，也是3D打印进入离散化产业化制造领域需要克服的挑战。

5.

安全实时监测与精准处理

如何充分利用最新的科技成果达到安全第一的需求，已经成为工业安全生产领域值得研究的问题。美柯乐在厂区设置了AI智能视频围栏预警系统，人员进入重点区域，系统会马上识别并拍照，发送给相关管理人员。

Insight：相比之下，3D打印领域的安全隐患更多，如何从数字化、系统化的维度上实现安全第一，3D打印企业或许将走出一条具行业特色的道路，而哪些企业在实现安全生产这一点上打造了充分的优势，也将进一步奠定竞争优势。

6.

能源监测与优化

工厂引入并部署了数字能源和绿色排放智能管理系统，助力能源管理迈向可视化、远程在线监控、能源设备和系统运行优化，绿色印刷耗材的智能化管控、污废处理的可视化和远程运维，实现工厂能源成本大幅降低，实现废水零排放，废气控制在标准的20%-30%。在系统的加持下，美柯乐智能工厂在工厂扩大3倍、产能扩大2倍的情况下，整体能耗增加了32.4%。

Insight：这一点，面对目前还需要大量试错来获取加工方案的最优解的3D打印行业，要实现绿色可持续发展，这是一条充满挑战的路，也是一条通往成功的路。

I 热爱，即星辰大海

企业的发展需要建立在通往成功的战略之上，而战略需要建立在对行业的认知上，行业认知是企业发展的核心竞争力。Relativity Space 的创始人Tim Ellis有一个精湛的洞见，他认为市场上普遍对3D 打印没有真正了解的是，3D打印对制造的颠覆性实际上更像是从燃气内燃机过渡到电动，或从内部部署服务过渡到云，3D打印是一项很酷的技术，但更重要的是，3D打印实际上是软件和数据驱动的自进化智造技术，我们今天所有的努力应该是朝着正确的方向发展。

2023年，国际上NASA 3D打印全尺寸旋转爆震火箭发动机实现超过 5,800 磅的推力；GE也成功测试旋转爆震燃烧（RDC）技术！获高超音速发动机研发突破！人类航空旅行与深空探索的能力开启了新的能力基准篇章。

© 3D科学谷白皮书

伴随着还有一系列增材制造材料由研发成功走向商业化应用成熟。

© 3D科学谷白皮书

2023年，铂力特（BLT)推出了26激光、1.5米×1.5米×1.2米超大打印幅面的金属3D打印设备BLT-S1500。

除了工业级3D打印设备迈向更大、更快之外，此外，拓竹以其高速稳定的3D桌面级打印技术定位以及入门级的价格正在渗透到工业制造的市场，其销售额呈爆发增长态势。

2023年，宁波海天作为中国注塑机领域的市场领导者，也以性价比为核心市场竞争力推出了一系列金属3D打印设备，其发展逻辑成为中国3D打印领域另外一个现象：传统设备厂商以其制造经验与技术实力、资金实力、品牌影响力等综合实力厚积薄发，快速切入到新兴领域，对目前的竞争格局带来新的变化。

2023年，国内如雨后春笋般出现了很多的3D打印服务企业并向不同侧重点的材料与工艺开发方面进行了积极的探索，这些企业将势必如同千千万万的传统制造业中的机加工企业一样，成为3D打印发展的有力基石，“星星之火可以燎原”，这是中国制造优势！

2024年及不远的将来，国内这些3D打印服务企业的发展过程也是见证向智能工厂的更大转变过程，人工智能、5G、 物联网 (IoT)、数据分析和边缘云计算，正如我们先前看到的印刷厂的转型升级路线， 实现端到端的具经济性的数字驱动制造工艺链将带来车间到车间，工厂到工厂的可复制性、可扩展性，从而降低成本、提高产品质量、增强安全性和可持续性等好处。

© 3D科学谷白皮书

2023年7月12日，蓝箭航天朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。2023年12月9日07时39分，朱雀二号遥三液氧甲烷运载火箭从酒泉卫星发射中心升空，将三颗卫星送入预定轨道，任务取得圆满成功。朱雀二号成为全球首款连续发射成功的液氧甲烷运载火箭，这其中3D打印发挥了重要价值。这里面蕴含着中华民族的乐观向上！

3D科学谷延伸阅读：2023全球十大增材制造现象

同时，3D打印的发展所面临的种种挑战，远远超出了其他很多行业，在这里，3D科学谷有一个有趣的观点，人们看待3D打印的眼光应该像看待人工智能，他们不应该作为一个独立的行业来被看待，因为这类技术的微笑曲线的微笑端在下游，在那些用到这种技术所带来的创新力跳跃上。

这时候，你会深刻的体会到，3D打印的发展是跨学科的事情，是跨国界的事情，是全人类的事情，让人类建立更好的信任、合作、共创，面向更可持续的未来，2024年全球3D打印市场将稳步发展、螺旋上升！

敬请关注近期将发布的《铜金属3D打印白皮书第三版》

最后，感谢谷友对3D科学谷的支持与厚爱，祝愿龙年大吉大利！

l 参考资料：
印刷经理人l 美柯乐智能工厂建设经验

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行业近距离分享
© 3D科学谷

相信2022年对于很多谷友来说是充满痛苦与困惑的一年。从经济角度看，物流链被切断、旅游业停摆、市场震荡、企业破产…从社会角度看，疫情的发展给大家带来了困惑焦虑、恐惧并看到了人与人之间的不友好，刻板印象、污名化、攻击等等现象。的确，这一年太难太难了，很多朋友说2022年还不曾好好的过，怎么就过去了呢？

哈佛大学提到疫情造成的社会压力可以显现出一个社会的隐形裂痕，这些裂痕在太平时期可能不会显现出来，因此，传染病疫情为我们研究一个社会的价值观提供了一个实用的采样机会，这里面可能包括这个社会真正最在乎什么，最在乎扮演什么角色的人等等。

是的，我们的内心还没有“愈合”这种隐形裂痕带来的撕裂感，同时还在积极的打造能够在“风来的时候”奔跑的实力，这就是不平凡的2022年！看到3D打印企业在2022年艰难之下的努力与积极布局，3D科学谷在《2022 TCT亚洲3D打印、增材制造展四大精彩看点》一文中分享了国内外3D打印企业在推动产业化应用、走向生产的努力，呈现了增材制造生态圈进行技术革新的清晰方向。

 3D打印技术的重大进展

当然在高通量、可持续发展、自动化唱响的3D打印发展主旋律之下，当前的技术发展还存在非常多的瓶颈与挑战。根据3D科学谷《NASA长寿命增材制造装配 (LLAMA)项目从故障中吸取的教训》一文，可以深刻的感受到目前3D打印技术离规模化制造的距离，以及基础研究对商业世界的重要性。

不过挑战多也意味着更多机遇的存在，这方面从2022年技术的快速飞跃获得直观的感受。

2022年11月法兰克福第八届formnext展会上，自动化方面出现了关于自动去除支撑的行业解决方案，以及自动去除复杂零件残留粉末的解决方案。而在车间级别的自动化方面，EOS推出了其“黑灯工厂”全自动化增材制造生产线解决方案。

2022 年10⽉在慕尼黑举办的AMTC先进制造技术大会分享了欧盟支持的研究项目情况。包括两个主要的欧盟国际项⽬，这两个项目将使全球的3D打印技术在未来几年取得重大进展。第一个项⽬涉及通过光束整形扩大可加⼯材料的范围，使增材制造更快、更⾼效。3D科学谷的《下一代设备！为LPBF成为批量生产的3D打印技术铺平道路（高达 7.8 倍效率提升），洞悉光束整形的应用技术逻辑》一文介绍过通过将可编程光纤激光器与偏转单元的变焦光学相结合，光斑直径可以在此过程中无限调整，数倍提高3D打印质量和产量，这预示着下一代增材制造时代的到来。第二个欧盟项⽬旨在结合各种增材制造⼯艺和材料，以使组件的材料特性适应当地需求。

高通量快速合金开发方面，ACAM亚琛增材制造中心的RWTH亚琛工业大学DAP数字增材制造学院推出了快速高通量合金开发 (RAD) 解决方案：使用预合金粉末材料作为起始基础，并通过添加元素粉末有目的地进行改性，以便有效地为优化，这其中还涉及到多种仿真方法，以及实验过程中开发的各种监测手段。

不仅仅是加工效率、材料开发、工艺自动化，2022年连粉末的化学表征也出现了更快的方式。目前增材制造用户对于在丢弃粉末之前可以使用多少构建周期有一个“经验法则”。如果用户可以快速验证化学成分是否符合规格，就可以避免过早重新填充打印机粉末。激光烧蚀激光电离飞行时间质谱 (LALI-TOF-MS) 解决了与其他分析技术相关的许多挑战，可对几乎整个元素周期表进行快速、高灵敏度的量化，可能显着减少增材制造粉末的质量控制时间。

这一切的技术发展都在宣告3D打印朝向高通量、可持续发展、自动化的蓬勃发展态势。

 更好的准备面对下一个十年

复星创富联席董事长张良森对“未来十年，制造业会有什么变化？”的三大猜想值得增材制造行业借鉴。第一个猜想，过去20年，很多颠覆性的投资机会，都诞生在消费领域。未来十年，消费互联网的颠覆模式可能会出现在工业互联网领域，比如工业产品、制造方式等。第二个猜想，制造业成本会呈现出快速下降趋势，但是下降方式和过去依靠劳动力、生产资料下降不同，未来更多可能会依赖于工程师红利和产品设计。第三个猜想，未来会有更多新的行业享受中国制造业带来的颠覆性创新机会，高起点，优化的商业模式，再加上企业家队伍科学创业的思维，未来会有很多制造业企业可能从0开始正向设计体系，很多新产品都由中国主导。

这三个猜想与3D科学谷的三驾马车理论相互呼应。3D科学谷曾在《SparkTALK l 精华洞悉国内汽车行业转型之路的三大“黑洞”》一文中提出正向设计与3D打印优势的结合、人工智能与工艺开发的结合、数字孪生与生产控制的结合是推动3D打印产业化的“三驾马车”。有了正向设计在价值创造的源头赋能，有了3D打印进入离散化制造所需要的端到端的解决方案的“基础设施”，有了数字孪生、过程中控制等一系列的仿真与机器学习工具，3D打印才能进入到发展的良性上升轨道，插上腾飞的翅膀。

 两个“心得”

最后，我想与谷友们分享与下一个十年的发展息息相关的两个心得，一个是在虚拟世界与物理世界走向融合的过程背后，更是制造业的舵主变幻为Facebook, google这些互联网业巨头，“大音希声，大象无形”，有一天会看到原来他们才是做制造的，这其中还包括国内的小米、京东、腾讯、百度等等企业，通过直接转型或者直接/间接投资的方式，这些企业身上的互联网味道正在淡化，而下一个时代正在开启，这个时代正是3D科学谷在《3D打印与第四次工业革命》所强调的：智能制造作为新一代的物质生产技术，与新一代人工智能技术深度融合，形成真正的新一代智能制造技术，进而成为第四次工业革命的核心技术引擎，这个新的时代充满机遇！

第二个心得是有情调的marketing才是品牌建设，这里的“情”指的是基于文化的价值主张，“调”指的是基于核心实力的调性表现。近几年各行各业最充满无力感的一个词恐怕就是“卷”了，内卷就是由于出现竞争过度的情况，从而导致出现内耗的现象。科技发达的今天，为什么越活越艰难，越活越累？这是困扰每个人的问题。很多增材制造企业走到今天，创业者并不清楚为什么要做这件事情，当发现有成功上市的企业，大家又一窝蜂的效仿，所以内卷有时候更多的问题来自于自身的迷失。对于这个问题，或许今后更多的企业会走出“摆地摊”的“自卖自夸”营销文化，更加注重企业的文化建设，打造核心价值观，更加内观自身实力，从技术和管理等方面加强核心实力建设，拥有同理心和格局观，更加注重用户与市场的价值，从而获得能力水平的高阶进化。在3D科学谷《高通量、可持续发展、自动化成为2022年3D打印发展趋势》一文中，提到有些企业开始探索和确定真正的解决方案并帮助组织推动实现碳中和。相信今后关于可持续发展，关于碳中和的量化实现将成为每家企业价值观中相同的部分，在不损害后代满足自身需求的能力情况下满足当代人的需求。

最后，感谢谷友对3D科学谷内容板块：谷前沿、谷透视、谷研究、谷专栏的喜爱，感谢谷友对3D科学谷市场研究板块：白皮书系列的信任与支持。3D科学谷将继续秉承“公平有道，做对社会长远发展有意义的事”这一价值观，遵从“提供有价值的洞见，并结合相关社会资源转化为驱动产业发展的力量”这一使命，追寻“贡献于制造业附加值创造，贡献于人类可持续发展”这一愿景。期待与谷友们一起做一些有趣、有灵魂、有意义的事情！

2022年的艰难超乎想象，凡是过往、皆为序章，爱自己、爱家人、爱地球，让我们共同迎接新的2023年带来的新可能！祝3D科学谷的谷友们元旦快乐！新的一年大吉大利！

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创造变化、让世界更美好！

 三大趋势

3D科学谷于TCT期间发布的《全球增材制造市场技术趋势、概括及发展预测》

l 数字化制造趋势

产业化方面，尤其是在口腔领域发展趋势明星。数字化已逐渐成为中国口腔医疗行业发展的一个核心关键词，而3D打印技术作为一种典型的数字化制造技术，注定会与口腔诊疗，义齿修复、正畸产品加工的数字化升级过程相融合。

基于对口腔医疗、齿科加工领域3D打印技术应用发展的市场研究，中国的齿科应用端市场从早期关注3D打印设备、材料怎样应用这一单一维度的需求，逐渐发展为3D打印技术怎样与口腔诊疗、齿科产品加工数字化链条进行整合，提升诊疗效率和质量的多维度需求。

然而齿科与3D打印的数字化制造结合并不是一夜之间发生的，这需要长时间的积累。例如先临三维进入齿科领域已有十余年，为全球口腔业界提供“3D扫描-CAD设计-3D打印”完整数字化解决方案。技术上的优势使得先临齿科在国际市场站稳脚跟， 彰显中国齿科行业的”智造”水平。

航空航天产业正在借助3D打印技术实现产业化升级，这其中一个明显的发展趋势是原来将3D打印制造的业务外包的航空企业逐渐转向采购3D打印设备，由内部来实现设计与制造的一体化。这对目前从事3D打印业务的企业提出了新的挑战，未来是以设备销售为主营业务？还是打印服务？还是材料销售？

塑料3D打印方面，光固化塑料3D打印、熔融挤出3D打印在国内获得了快速的发展。塑料的3D打印与金属3D打印在国内，都进入到一个更加细分化的专业设备制造领域。在打造专机和专用材料的赛道上，或许不仅能够为用户创造更恰如所需的制造业价值，还能够避免导致多输局面的价格厮杀，使得3D打印企业能够获得喘息的机会，从而有精力加强自身研发，扩宽竞争护城河，而只有这样，才能够对我们国家增材制造业的长远发展建立坚实的基础。

l 新商业模式

对于初创企业而言，航空航天业一直是一个难以进入的市场，挑战并非仅仅来自知识产权，除了需要与现有的航空航天业供应商巨头竞争，初创企业还面对多方面的挑战与压力。

初创企业面临的一大挑战来自于如何制造出航空航天业需要的复杂的部件，这些部件是按照严格的标准制造的，并且是以小批量制造的。但是，与任何行业一样，新技术的引入有可能打破原来的生态平衡。目前，航空航天工业中的增材制造技术就在打破原有的平衡。

新商业模式方面，3D打印降低了原来高门槛的航空航天制造行业，在商业航天这个领域，中国出现了众多的火箭制造企业和卫星制造企业。

火箭制造方面，2021年12月，星河动力航天公司于酒泉卫星发射中心成功发射其运载火箭，顺利将五颗商业卫星精确送入500km太阳同步轨道，在中国民营商业运载火箭型号中率先迈入了商业化发射交付的新阶段。

卫星制造方面，在新基建的推动下， 中国出现了以遥感卫星和窄带通信卫星为主的千乘探索，主要研发宽带通讯卫星的银河航天等等卫星制造企业。2015年起，以九天微星、微纳星空、银河航天、天仪研究院、星众空间等为代表的商业卫星企业纷纷创立，并已经制造、运营了多颗卫星。

此外，在航空领域，还出现了超音速飞机制造的民营企业，在这方面凌空天行是中国从事商业高超音速飞行产品研发和应用的高科技企业，掌握了气动、控制、防热等多项核心技术。

民营经济为产业注入新的活力，未来，这些新的商业模式的发展如何？让我们拭目以待！

l 金属3D打印扮演重要角色

金属3D打印变得越来越重要，一个典型的案例是五院总体设计部作为火星探测器的抓总单位和结构机构分系统研制单位，采用金属3D打印完成了祝融号火星车相变储能装置结构及承载结构合计30余套关键部件的设计与应用。大幅减少结构件数量，实现了产品减重40%~60%，研制周期缩短50%。

另一方面，中国企业铂力特二期建设项目由一个研发中心、三个金属增材制造厂房组成，已全部于2021年11月投入使用。是目前中国规模最大的集增材制造、高品质球形粉末生产、智能增材研发于一体的现代化金属增材制造智能工厂。

 一大重点

增材制造领域的人才建设已然成为重中之重，中国对增材制造教育的重视程度越来越高，2021年2月，教育部发布了《教育部关于公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》，“增材制造工程” 等专业被列入《普通高等学校本科专业目录的新专业名单（2021年）》。中国的高校出现了大批的增材制造实验室，其中，上海交大特种材料研究所增材制造团队，面向航空航天领域，聚焦纳米陶瓷颗粒增强铝基复合材料粉末及其增材制造技术，开展理论基础与产业化应用研究。

在这方面，科学研究与工业发展之间的联系不仅在中国而且在全球许多市场都是一个挑战。国际上ACAM德国亚琛增材制造中心是一个从研究端剥离出来的组织，已经成为AM增材制造相关研究和工业应用需求之间的桥梁。ACAM亚琛增材制造中心以亚琛工业大学园区为基础，汇集资源并促进行业获得与亚琛工业大学和Fraunhofer IPT生产技术研究所、Fraunhofer ILT激光技术研究所 等弗劳恩霍夫旗下相关的领先科研机构的增材制造专业知识。面向批量化、规模化生产的要求，涵盖从设计阶段到质量控制的整个流程链，重点关注流程链自动化、定制材料的开发、提高生产力等主题。此外，ACAM 提供联合研发机会、完善的培训和教育计划，以及使行业成员能够建立业务联系和交流实践知识的平台。在与中国的国际合作方面，ACAM德国亚琛增材制造中心建立了ACAM U-Link合作体系，与中国的高校和科研单位在增材制造的研发、应用研究、教育培训等领域开展合作。

ACAM亚琛增材制造中心@formnext深圳

创造变化，让世界更美好，总体来说，2021年的中国增材制造市场，呈现出良好的发展态势，相信疫情过后，增材制造将更加创新，更加可持续发展。

最后，我想与谷友们分享两句话，一句是谷歌的前CEO Eric Schmidt说过的“我是一个真正热爱生活的人，如果我碰触不到生活的面孔，我也要把吻留在低一点的地方。那些懂得的人无需更多解释。”。另外一句话是“聪明的人，懂得把时间专注在重要的事情上；内耗严重的人，才会把时间用在纠结、焦虑上。”

3D打印行业的发展充满了挑战与挫折，让我们以韧性来化解挑战，以乐观来迎接挫折，“ Be the change you want to see in the world, 亲自参与，成就想要看到的改变 ” 。让我们心怀感恩与美好，感恩我们所处的最好的时代，美好的对待身边那些有勇气、有信心、有智慧且希望你幸福的人，让我们共同迎接新的2022年带来的无限可能！祝3D科学谷的谷友们元旦快乐！新的一年大吉大利！

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沟通、合作、信任，成为新经济模式下穿越危机和周期的新成长模式，借助年末的宝贵时光，本期，我想分享一下这一年我看见与感悟，让我们一起静思-being mindful，感知细微中的变化，穿越迷雾看清方向，触摸更久远的未来，培养更多正向生长的本能，获得深植于内心的笃定。

创新与合作驱动正向生长能力

l 应用端牵引3D打印的发展

2020年4月，受上海市制造业创新中心（增材制造）的邀请，我有幸加入上海市制造业创新中心（增材制造）专家委员会，以及新能源汽车创成式设计与增材制造工程技术研究中心专家委员会。我了解了天际汽车科技集团在3D打印方面的积极投入，上海云铸三维在疫情期间逆势上扬，不断获得新的3D打印订单，上海材料所开设了上海3D打印材料工程技术研究中心以及上海工程技术大学高职学院开展的世界技能大赛增材制造项目培训基地建设。

在3D打印-增材制造方面，与西安等城市相比，上海或许没有非常突出的地方，不过上海正在形成自己的特点，从应用端牵引3D打印的发展，一步一个脚印的获得良性稳健的发展。或许有一天，我们发现3D打印在上海呈现出百花齐放的态势，而这一切缘于上海的制造应用场景丰富，在应用端实现了对3D打印技术的消化与结合。

我深深的感知每一个城市，每一家企业，每一个个体，都有自身的基因与特点，如何结合自身的优势获得发展，基因是获取正向成长本能的硬核！

2021年，相信我们会看到更多的城市打造自己特色的增材实力！

l 制造业展开双臂

2020年5月开始，3D科学谷与机械工业出版社合作推出了一系列的公益直播课，配合《如何将3D打印转化为制造业升级的机遇》，除了3D科学谷分享了《3D打印与第四次工业革命》，业界多家企业通过各自的视角，为工业界呈现了一场场场面火爆的线上交流会。至今，机械工业出版社的九州云平台的增材制造直播课，每次课程的参加人次已经超过了2万3，不仅仅证明了3D科学谷通过与机械工业出版社合作给业界打造的精准沟通势能，也说明了国内制造业对增材制造的关心程度在2020年明显的上升。

根据机械工业出版社旗下的金属加工杂志的反馈，今年国内的制造业对增材制造的兴趣明显的提高。

生态圈的扩大、多层次、多物种化，我体会到相互借力，才能成就更好的正向成长本能。

l 一闪而过的企业发展机会窗口

我的一个深深的体会是，制造业展开双臂拥抱3D打印的发展，这个趋势已然形成，且不可逆，我们有理由期待由量变到质变的拐点甚至是跳跃性质的变革的发生。

而在这个过程中，除了国外品牌方面Stratasys, Carbon, GE, GF加工方案, 3D Systems, SLM Solutions, EOS，德国通快，雷尼绍等在2020年获得了蓄势待发的势能，国内包括联泰科技、黑格科技、Raise3D、Polymer、远铸智能、清锋科技、铂力特、先临三维、华曙高科、汉邦科技、永年科技等企业在市场初期进入到3D打印领域，期间的发展过程或许是充满煎熬，然而，这正是宝贵的机会窗口，在这个窗口阶段，企业有机会试错，创造出属于自己的商业壁垒，从而获得未来加速发展的势能。

后起之秀需要付出加倍的努力，包括必须在技术上实现绝对的跨越性质赶超优势，才能有可能对错过机会窗口实现弥补，这其中需要考虑要付出的巨大的资金与技术投入，以及所面临的风险。

勇于做先行者，我清晰的看到在市场培育阶段的艰难时期，反而是孕育正向成长势能与基因的绝佳良机！

l 精与深，唯有专注

作为全球首个疫情后举办的3D打印和增材制造展会，TCT 亚洲 3D 打印、增材制造展览会于 2020 年 7 月初举行，聚焦具体的例如牙科、模具、热交换器、叶轮、液压歧管、骨科植入物等领域的应用，各家厂商在垂直应用领域打造基于自身核心实力的一站式解决方案。

2020年的TCT展会让我们看到了经历了喧嚣与炒作后的中国3D打印行业正在走向更加聚焦、专注、务实与精益。

懂得有所为有所不为，能够聚焦核心实力，将精力聚焦在成就伟大事业的点上，从一个点出发，我清晰的感知聚焦是行业获得正向成长本能的根基所在。

l 非凡的耐心

2020年8月，我有幸受邀参加了“改革开放 创新引领——科技赋能 合作发展”为主题的中国科学技术协会第二十二届中国科协年会。在这届年会上，中国科协智能制造学会联合体支持的高端装备产业发展论坛围绕“智能制造技术促进装备产业集群高质量发展”主题，针对装备制造业转型升级开展深入交流，我特别分享了关于《3D打印助力动力装备发展报告》。

在科协的年会上，我有幸了解了山东豪迈集团的情况，也了解到豪迈在将金属3D打印应用于其轮胎模具钢片的生产中遇到了一系列的挑战，包括热应力带来的变形控制挑战；由于角度问题，3D打印的“阴”“阳”面精度不一致；以及必须牺牲打印时间来保证打印质量的挑战。即使面对目前3D打印很多的“不如意”，豪迈对待3D打印技术的心态仍然很积极，依然看好这项技术的发展，甚至还思考过是否可以将3D打印技术用于豪迈旗下其他产品例如微反应器等领域的制造。

以宽容的耐心对待成长中的3D打印技术，而不是因为不理想而报以不屑的态度，不仅仅是豪迈集团，在今年我跟杭钢集团、上汽集团、大众汽车、商飞、商发、603所、中核研究院等机构沟通过程中，我发现这是国内企业普遍的一个心态特点——对3D打印技术抱有宽容和积极探索的态度，这是难能可贵的。

我发现，非凡的耐心，成为考验在新技术浪潮到来时，是否能够抓住正向成长机会的一项心智考验。

l 唯有变化才是永恒

2020年10月，我有幸参加了商务部举办的中德汽车大会，会议上来自德国的众多汽车品牌与业界专家纷纷表示德国与中国深化合作的计划，并充分肯定了中国已经在新能源汽车领域占据了重要的技术与市场地位，中国已经成为驱动世界经济发展的重要引擎之一，全球化的趋势不可挡。在这个会议上，我也在思考中德汽车大会期间所参观的包括博世、三一这样的企业已经在数字化方面走到的前沿地位，那么关于数字化升级，下一步将走向何方？为企业能够带来怎样的价值？

中德汽车大会

我相信成功是动态的，不是静态的。新的汽车的生态系统是开放的系统，是变化和动态的。而随着3D打印-增材制造的发展，我们需要意识到3D打印开辟了新的赛道。以往的制造业在追逐效益提升的赛道上不断的逼近机器和人类体能的极限。国内的汽车制造业以996（早上9点上班，晚上9点下班，一周工作6天）的工作方式为常态。然而随着3D打印的发展，竞争的规则已然在这条“夺路狂奔”的赛道上将被偷偷切换到另外一条赛道。

效率竞争的赛道已然是单维竞争赛道，而世界早已经变成立体竞争赛道。3D打印开辟了性能优化竞争的新赛道，在重塑产品和提升产品方面激发了设计赋能附加值创造的新赛道，随着国际上Fraunhofer弗劳恩霍夫研究所futureAM – 下一代增材制造项目推出的至少10倍速大幅提升3D打印效率的新技术出现，这条赛道正在逐渐变得更加清晰。

拥抱变化，这是我所感悟的成为正向成长本能之本能！

l 切入精准的细分市场

2020年11月，随着Relativity Space完成5亿美元D轮融资，国内国际航空航天在3D打印方面率先实现产业化的信心获得了再一次加强。而在此之前，国内就涌现了商业航空航天领域的积极探索，这里面涌现了很多的企业，例如深蓝航天（Deep Blue Aerospace)、零壹空间(One Space)、星际荣耀(iSpace)、星众空间科技（COSATS)、成立航空等等。我从与经纬创投的左凌烨沟通中获悉经纬创投已经投资了国内6家航天企业，而左凌烨认为多家国内的企业拼在一起，就是一家SpaceX。

我们所看到的风起云涌的国际上的实践探索，在国内或许像覆盖在白雪下的冬苗，也已然是绿油油的欣然景观了。

我深深的感知到企业家精神已然为正向生长本能塑造强大的自进化气场，为中国由制造业大国走向制造业强国保驾护航。

l 只有世界的，才是民族的

2020年11月，我还参加了法兰克福Formnext Connect的线上展会，出于满足疫情期间人们仍然希望见到彼此的面孔，听到彼此的声音这一愿望，Formnext改为线上举办Formnext Connect, 继续为增材制造社区和生产制造业提供优质商贸平台。与黑格科技、上海远铸智能一起参加了Formnext Connect线上的主会场关于增材制造的Hot AM market china Panel。跨越地域限制，连线到德国主会场，期间，黑格科技Kim Francois女士，远铸智能（INTAMSYS） Bart Leferink先生表达了他们看好与中国的合作，为中国文化点赞，中国是世界的，世界的发展也与中国融为一体。

值得一提的是，黑格科技在外人看来是一帆风顺的融资独角兽，然而在我看来其实黑格科技堪称幸运的表象之下是其极其刻苦用心、善于发现市场痛点、敢于尝试且能够快速识别误区、完成一次次自我迭代的硬核实力，黑格在推动数字化进程的道路上，并非一帆风顺，前后经历了打造工业化的通用型设备和材料，到从应用出发，为齿科研发的专用设备和材料，以及未来想要实现的应用导向的全链条解决方案，不断反思、学习和自我突破，不断为实现全链条数字化而补足能力。

黑格科技创始人、CEO 桂培炎©黑格科技

黑格科技认识到，任何单一的环节都构不成完整的数字化链条，只有多方的共同连接、打通彼此的数字化壁垒，才能在整个链条流程中真正实现整体效率的提升。借助数字化手段进行重启，率先破局，不断在危机与新机遇之中找到更强大的抗风险能力，找到共生价值，是未来数字化转型的必经之路。

在我看来黑格科技属于3D打印领域的“新物种”，他们在务实与追求极致，硬实力与基于软件解决方案的可复制能力，专注与以适应变化打造护城河，这些看似矛盾和难以调和的因素方面取得了令人惊讶的平衡。

远铸智能（INTAMSYS），继推出航空航天生产级别应用3D打印设备FUNMAT PRO 610 HT后，在2020年疫情期间又发布一款针对柔性材料生产应用的高速3D打印设备FLEX 510。围绕着打印流畅度、层间结合力和尺寸稳定性，这家企业不断优化其解决方案，在打印工艺与不同类型材料的结合方面日益精进。

我感觉到，这两家企业折射出一种新的中国企业家精神：Set your own rules，制定自己的规则。

而2020年11月，中国商飞还召开了大飞机增材制造创新联盟理事会会议，这预示着中国商飞将增材制造视为其发展核心竞争力的重要一环。

从第一次工业革命到第二次工业革命，第三次工业革命，至今，中国在汲取历次工业革命的营养大潮中获取了越来越多的对外合作基因，我深深的感知到合作驱动正向成长本能，让民族精神焕发新朝气！

l 本地化之路，在中国，为中国

2020年，我们看到了不少的国外企业在中国加深其本地化的努力，这其中瑞士精密机床制造商 GF 加工方案围绕制造业用户实现高附加值产品制造的需求，打造了增材制造、减材制造全流程解决方案。随着GF 加工方案位于中国上海的增材制造中心-“AMotion Center ”正式启动，GF 加工方案的创新性全流程增材制造解决方案也将更深的植根于中国市场，为中国制造业用户推进增材制造应用，实现产品创新提供技术解决方案的支持。

而2020年6月，德国voxeljet-维捷的大型工业级3D打印机VX2000，在中国苏州工厂顺利下线，并交付给德国客户。维捷（中国）苏州工厂是voxeljet-维捷VX2000系列的全球生产基地。其所有核心零部件均由德国进口，按照严苛的德国标准生产。首台由苏州工厂组装的VX2000，是维捷（中国）向市场提交的阶段性成绩单。

还有一家位于太仓的Infinite Flex铜粉制造商，也在2020年建成了中试线，这家来自德国的企业，选择在中国制造为中国市场提供低反射率的铜金属粉末。

就在2020年底，EOS也搬到更为宽敞的设施中工作，为中国企业提供更为全面的本地化服务。

本地化是国际品牌在中国获得持续良性发展的必经之路，那些率先采取本地化行动的企业，获得了宝贵的机会窗口，借助本地化加强设备、材料与服务的交付能力，加速其后续的发展。

在中国，为中国，我深深的感知到不管是本土企业，还是跨国机构，这些为中国的点滴努力，成为制造业转型升级的正向生长本能，带领我们安全的去向远方！

l 一份鼓励，与一份责任

12月，我有幸受邀参加了金属加工杂志社创刊70周年纪念活动，2020金属加工工艺师创新论坛，在论坛期间，我了解到包括上海航天设备制造总厂，上海汽车变速器有限公司、株洲国创轨道科技有限公司在3D打印-增材制造方面的探索与努力。其中株洲国创轨道科技将增材制造应用到了其包括受流器上下臂、气路板、变频器壳体、受电弓导向杆、转向架划线工装等方面。而上海航天设备制造总厂将增材制造技术应用到空间站荷载舱舱外天线支架、固体姿控发动机燃气阀等方面。

我去过包括上海交通大学、同济大学、深圳大学等高校，他们在各自的领域精益求精，不管是陶瓷增强铝合金，还是经济性的不锈钢材料，或者是陶瓷3D打印以及电池3D打印，他们各自获得了令人骄傲的成就。

当然，在与高校的沟通中，我听到很多人谈起早已关注3D科学谷的文章与报告，那一份喜欢，让我感受到3D科学谷是属于行业的，这里面有一份鼓励、还有一份责任。

无心插柳柳成荫，3D科学谷的QQ群也在2020年获得了谷友的欢迎，2020年我们发现更多的国内企业加入到新设立的群中，这里面包括航天一院~八院、中国航发、中国航发商发 、中科院旗下研究所、福建物构所、中科院深海所、核动力研究院、核工业西南物理研究院、中国兵器科学研究院、航天动力研究所、航天复合材料研究所、航发控制系统研究所、控制工程研究所、兰石研究所、航空材料研究院、动力机械研究所、中国通用机械研究院、中铁装备集团、成立航空技术、油建公司、航瑞动力 、山东临工、上汽、大众，丰田、标志雪铁龙、东风、华为、哈飞、力龙液压、丰凯换热器 此外还有各类协会，包括中国机械工程学会、中国有色金属加工工业协会，船舶协会、模具工业协会、以及各类模具、医疗领域和各类增材制造研究所。

另外，我想欣喜的与谷友分享，2020年, 国际增材制造咨询领导品牌AMPOWER与3D科学谷达成长期全球战略合作伙伴关系，双方联合品牌资源与影响力优势，在咨询项目、跨国市场进入支持(中国企业进入欧洲市场，欧洲企业进入中国市场）等多业务领域展开全面合作。除了业务合作，AMPOWER将在其系列对全球发布的市场研究报告中引入3D科学谷作为联合作者；3D科学谷将在其白皮书市场研究系列引入AMPOWER在欧洲、美国及其他区域的研究。

AMPOWER定义了关于不同种类的3D打印技术成熟度指数©AMPOWER

面向2021年，我相信未来更多的创新将诞生于中国，AMPOWER与3D科学谷正在合作面向全球欧洲、美洲、亚洲市场发布的2020年全球增材制造研发市场报告，欢迎中国企业积极参于有关3D打印领域设备、软件、材料的研发市场调查。希望这份年度报告将见证和记录中国与世界在增材制造领域的创新。

我深深的感知到创新是正向生长本能中最核心的元素，以正向创新驱动正向生长本能，将良性与可持续注入到企业与行业的正向发展的基因之中！

l 感知趋势、把握机遇

不过目前国内3D打印还存在很多的成长压力，包括一些人为因素，拿义齿的3D打印和模具的3D打印来说，这些应用迅速的转化为激烈的价格战厮杀，虽然竞争本身对发展是有利的，然而单维度的价格厮杀则容易耗尽元气，扼杀正向正长的本能。

2021年，让我们共同期待国内3D打印行业的发展更加理性，以单维度价格竞争转化为多维度共赢，更加可持续。

以与时俱进的变化思维应对周期，创造价值，非常多的变化发生在我们身边，这些小趋势将带来新的一年2021年以及未来的大趋势。我们需要看到3D打印行业技术发展正在从“硬”件的“山头”，迈向“软”件的“山头”，在线过程控制技术的开发，工艺稳健性的开发，以及基于数字孪生的网络化流程链等等，这一切将为我们开辟更为轻松的增材制造。让我们一起期待未来，培养正向生长的本能，期待更加美好的2021！

祝大家圣诞节日快乐！新年快乐！

l AMPOWER与3D科学谷正在合作面向全球欧洲、美洲、亚洲市场发布的2020年全球增材制造研发市场报告，欢迎中国企业积极参于有关3D打印领域设备、软件、材料的研发市场调查，敬请关注3D科学谷扫码参与调研。

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3D科学谷创始人王晓燕(Kitty Wang)参加了Formnext Connect线上的主会场关于增材制造的Hot AM market china Panel. 针对主持人Sven Krause提出的问题作出了相关回答。本期，我们一起来领略Kitty关于中国增材市场的精彩洞见！（本文为现场对话部分的中文翻译与重新整理，与现场的实际回答内容或有前后出入）

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2020年中国的3D打印市场表现

 探寻上升路径的中国增材制造

关于2020年3D打印市场的表现，Kitty分享了机遇与挑战并存的中国市场现状：

由于疫情原因，总的来说中国市场经历了先后扬的走势，特别是从第二季度，各方面的增长强劲，这让很多人感到超出预期。

工信部的《增材制造产业发展行动计划（2017-2020年）》中设立了中国在2020年增材制造产业年销售收入超过200亿元的目标，目前国内的增材制造业在向这个目标努力。

从3D打印设备与材料端来看，一方面中国的3D打印技术随着整体市场上技术的角逐也在呈现快速上升趋势，另一方面中国市场对价格的敏感度驱使着设备厂商以几乎平进平出的方式来销售设备，然而产业化空间还没有打开，能够销售多少台设备，目前这还是个颇为令人窒息的生存空间。

从应用端来看，3D打印服务方面，塑料和金属都自第二季度开始出现了强劲的反弹态势，不少的3D打印服务工厂（手板厂）开始通过3D打印生产更大批量的产品。而根据惠普，南方的消费电子市场领域，在3D打印代工服务方面目前遇到比去年高10%的增长。也有不少的塑料领域的3D打印服务商开始采购金属3D打印设备，以期为他们下一步的增长寻找机会。

金属3D打印市场颇为活跃，2020年，航空航天领域诞生了大量的打印服务订单，这也进一步催生除了铂力特之外更多的金属3D打印服务出现在中国的市场。

2020年，中国的市场涌现了很多的创新技术，其中还包括今年发射的长征五号B（Long March No. 5B Rocket）上搭载了一台“3D打印机”，这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。

机遇

 丰沛的制造生态与包容的文化环境

目前中国3D打印的市场机遇在于中国的制造业生态环境十分的丰沛，你几乎可以找到任何一个可以适合探求3D打印市场机会的应用场景。我看到中国已经出现了非常多的创新，包括将3D打印应用到航空、航天火箭和卫星的制造方面，这里面涌现了很多的企业，例如深蓝航天（Deep Blue Aerospace)、零壹空间(One Space)、星际荣耀(iSpace)、星众空间科技（COSATS)、成立航空等等。

Formnext Connect主会场直播现场

中国的高校在3D打印方面创新积极性很高，其中深圳大学他们在陶瓷3D打印，电池3D打印方面进行了积极的探索，上海交通大学在陶瓷增强铝合金金属粉末的开发，中国还有很多很多大学，包括华中科技大学、西北工业大学、南京航空航天大学都在各自的领域做出了很多创新研究。这些创新将与产业结合起来，推动中国增材制造产业的发展。

中国也在发生一些文化上的进步，国内的一些大型企业开始采用更为平等的姿态与3D打印生态圈相融入，例如COMAC商飞还成立了增材制造联盟，将上下游3D打印的优势资源结合起来，共同实现发展创新。相信会看到更多的企业采取更为开放的低姿态拥抱3D打印所带来的变化。

挑战

 长期发展与短期生存的博弈

挑战的一方面在于价格过低伤害创新能力，在一个还未成熟的市场，目前的价格战已经达到了超前激化的程度，另外从应用端驱动产业发展的努力不足，大量企业投身于3D打印设备端的开发与制造，利润空间缺乏，市场空间缺乏，竞争是有利的，但是单纯的价格厮杀则对于创新是不利的。拿牙科市场来说，金属3D打印牙冠内冠，一颗牙冠内冠的价格急速的从200多元降到10几元，然而，对于患者来说，他去换牙的市场，仍然面对的是上万元的价格。那么金属3D打印的价值到哪里去了？而金属3D打印设备厂商又如何能够从这个细分市场上获得利润和成长？如何平衡长期发展与短期生存的需求？这值得我们思考。

第二个挑战在于中国的大多数企业的设计与制造是分开的，或者说更多的企业只是偏重于制造。而3D打印带来的是设计与制造一体化的改变，这使得很多企业从组织架构上都难以适应这一新技术的到来。

第三个挑战在于文化与思维的局限，很多时候企业的文化是以销售为中心的，当组织围绕着如何销售更多来思考问题的时候，对产品的创新能力就显得不足。而当前的相对静态的供应链对引入3D打印技术也是一个巨大的障碍。很多企业不愿意放弃现有的，害怕改变，这一点可能只有外来的因素，就像特斯拉对传统汽车行业带来的冲击类似，从外围来击破当前的困局。

当然还存在很多其他的挑战，包括相对低端的制造业产品使得使用3D打印技术的深度不够，例如拿汽车来说，中国生产的车辆单价普遍低于50万（60 k EURO）一辆。很多时候企业尝试了积极的探寻3D打印带来的价值，并非是他们不重视3D打印，但由于与自身所生产的产品的结合点还差一段距离，这使得创新能力受到了抑制。

展望

 富国与强国之路

关于3D打印所带来的离散制造趋势，是否会对中国作为全球制造大国的地位带来威胁，以及2-3年内增材制造行业将要发生的变化，Kitty分享了她的看法：

未来，我们贸易的更多的是“数据”或者“三维模型”而不是实物“商品”。没有哪个国家能够永久的担当全球制造大国，考虑到当前商品所占用的库存和运输资源来说，这对地球的能源消耗来说也不公平。如果说3D打印所带来的离散制造趋势，那么这种趋势我们的理解是正面的，对中国的良性及可持续性发展是有帮助和推动作用的。

一方面可以加快中国从制造大国向“智”造大国转型，另一方面，中国可以通过引入国际先进技术结合国内的技术创新，更好的培育国内的需求市场。

中国将以一种崭新的面貌来立足世界未来，这里有着兼容并蓄的文化，非常具备活力的商业生态，精神和生活都富足起来的中产阶级广大的人群，财富与智慧的汇聚，未来一些开创性的创新技术也将诞生于中国，随着中国推动和加快教育、5G技术、工业互联网技术的发展，在增材制造方面，中国也将成为全球重要的一员，在人类利用资源方面更精益、更可持续的发展方面贡献中国力量。

关于3D科学谷的小故事

2014年王晓燕与联合创始人Korinna Penndorf、朱琳一起创立了3D科学谷。结合3D科学谷所拥有的海内外的资源，基于精湛的制造业专家智囊网络，发展至今，3D科学谷（www.3dsciencevalley.com)在中国市场建立了增材制造洞察力体系，并通过近年来的市场研究和分析工作推动了中国市场在实施方面的进展。作为连接增材制造领域国内外业内优质资源的平台，3D科学谷通过其多媒体平台进一步经营着最受推崇的市场沟通渠道。

以科研的态度对待资讯的专业程度，3D科学谷的愿景是成为最具国际影响力的增材制造智慧平台。

因为疫情影响，2020年德国法兰克福Formnext展会改为Formnext Connect线上展览会，本图为主会场的工作场景，仅以此图片对主办方付出的极致努力表达衷心的赞美。感谢为增材制造行业所做出的不懈努力，感谢为疫情期间人们仍然希望见到彼此的面孔，听到彼此的声音这一小小的愿望所打造的Live Stream现场直播所做出的幕后努力.

技术仅仅是技术，无论世界如何发展，本质还是人与人的连接所体现的人类对美好的追求。

l 文中浅色字体部分是为了阅读理解起见所补充的内容，（现场时间有限无法一一展开），并非是现场对化内容。

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* 本文发表在机械工业信息研究院主办的《金属加工》杂志上

5个振镜、可扩展的下一代选区激光熔化金属打印技术。来源：Fraunhofer ILT

l 作者：王晓燕 ACAM中国董事，负责ACAM中国发展战略、企业文化、运营发展。曾与中国汽车工程学会合作出版发行了《3D打印与汽车行业技术发展报告》，与工业和信息部工业文化发展中心合作出版了《3D打印与工业制造》，王晓燕还与联合创始人Korinna Penndorf、朱琳一起创立了3D科学谷。ACAM亚琛增材制造中心是基于Fraunhofer IPT生产技术研究所、Fraunhofer ILT激光技术研究所、亚琛工业大学等工业研究领域成员的合作。ACAM致力于为制造企业提供一站式的增材制造专业技术，成立以来积累了不同先进科研领域的专业知识，并通过提供增材领域的认证与咨询、联合研发、专业技术培训和教育服务、软件和系统工程以及定制服务，帮助企业应对增材制造技术在应用中的挑战。

 技术突破带来更广阔的发展空间

3D打印普遍被认为是带来下一代工业革命的主要驱动因素，主要的原因是增材制造带来小批量生产的经济性和灵活性，个性化定制的可能性，以及复杂零件生产的可行性。不仅仅改变了我们对原来产品设计的印象，还带来了供应链的改变，缩短了产品上市时间，并且对环境更友好。

关于3D打印对制造行业的革新作用， SpaceX首席设计师兼首席执行官马斯克有着精辟的观点：通过3D打印，可以以传统制造方法的一小部分成本和时间就能制造出坚固且高性能的发动机零件。火箭比以往任何时候都更加高效，可靠和强大。同样的，不仅仅是航天领域，3D打印在其他工业制造领域的动力装备、结构件、液压阀门、热交换器、切削刀具、模具等应用领域正在创造下一代的产品。

我们不仅要问一个问题，3D打印发展到哪里了？这种发展意味着什么？我们应该做出什么样的准备？下一步我们将看到怎样的生产与商业模式？

 技术分类与应用

如果要全面理解金属3D打印的产业发展情况，我们首先需要还原3D打印在金属产品的制造方面的每一种技术形态与当前产业发展的结合情况。

l PBF

首先，我们来了解一下PBF基于金属粉末床的金属熔化3D打印技术，PBF被认为是一种直接的金属3D打印技术，这类技术以激光或电子束为热源来逐层熔化金属粉末，层层凝固成零件的形状。相比于金属3D打印技术，PBF是目前最广泛被使用的金属3D打印技术。包括通用电气投资14亿美元收购Concept Laser和Arcam，市场的目光也随之聚焦在金属粉末床熔化，包括激光熔化和电子束熔化两种加工方式，目前激光熔化方式被更广泛的使用。

由于可实现十分复杂的产品制造，PBF技术不仅使得复杂产品的制造变得更加可行，而且还创造了更大的围绕着产品生命周期的综合性经济效益。

在动力装备方面，PBF技术所成就的产品并不是停留在概念开发阶段，而是已经随着火箭和飞船进入了太空，随着飞机在天空中翱翔，并在发电领域起着“四两拨千斤”般的效益放大作用。3D打印所造就的下一代的产品极大的提升了人类利用资源的水平，这一切已经来到了我们的身边。

这方面，业界熟知的GE 3D打印的燃油喷嘴[1]顶部结构只有核桃般大小，里面却有14条精密的流体通道。3D打印的喷油嘴是一个精密的整体，原来20个部件成为一个零件被制造出来。新喷嘴重量比上一代轻25%，耐用度是上一代的5倍，成本效益比上一代高30%。GE奥本工厂凭借40多台3D打印机在2017年总共交付了8000个燃油喷嘴。截至2018年底，工厂完成的3D打印燃油喷嘴头总数已超过3.3万个。然而，值得注意的是，与传统加工技术跻身于PK生产效率的这条赛道不同的是，GE从燃油喷嘴中获得的最大益处并非燃油喷嘴本身，而是安装了燃油喷嘴的LEAP和GE9X发动机，3D打印正在推动航空发动机创新，GE已经发起对下一代航空发动机技术制高点的布局。

类似的成功案例不胜枚举，除了大名鼎鼎的SpaceX、NASA、GE、西门子等等通过3D打印在不断突破下一代航天器、商业飞机、燃气涡轮发电机等产品的性能极限。就在2020年，不甘示弱的欧洲也呈现了追赶态势，ESA欧洲宇航局全尺寸3D打印铜合金推力室首次热试通过，增材制造将推力室零件数量由数百个减少的三个，缩短了生产时间，降低了成本，显著提高液体推进发动机在欧洲运载火箭中的竞争力。国际上，全尺寸推力室具有3D打印铜合金衬里，该衬里具有集成的冷却通道，其外层为冷气喷涂建立的高强度外套。不仅如此，推力室的歧管和整体式喷油也是3D打印的。

国内通过3D打印助力航天事业的发展也呈现了雨后春笋之势，2019年，中国的深蓝航天液氧煤油发动机再次进行了推力室长程试车，取得圆满成功。在推力性能方面，深蓝航天对主要功能部件进行优化设计，大量采用3D打印工艺，实现了国内液氧煤油火箭发动机推力室效率从95%到99%的技术跨越，达到了国际先进水平。铂力特承担了此次试车发动机喷注器壳体和推力室身部两个零件的金属3D打印工作。发动机喷注器壳体和推力室身部均为航天发动机关键零部件，使用环境苛刻，零件内部有百余条冷却流道，使用传统工艺铣削、焊接工艺不仅制造周期长、成本高，零件性能也难以得到保证。

汽车领域，GKN与汽车制造商保时捷通过金属3D打印开发新型电子驱动动力总成的新应用。GKN根据粉末床金属熔化3D打印技术的特点，针对更高的设计自由度、更高效、更集成的动力系统开发了特定的钢材料，这种钢材料能够承受高磨损和负载，并结合3D打印所实现的功能集成进一步减轻重量。另一方面，保时捷工程部门正在研究如何在其电子驱动动力系统中实施新材料。采用结构优化技术结合GKN的材料，保时捷实现了差速器的独特设计（包括齿圈），通过这种齿轮减重和刚性形状的组合，实现了更高效的传动。

PBF技术还在催生下一代热交换器的发展，2019年GE宣布与马里兰大学和橡树岭国家实验室合作研发UPHEAT超高性能换热器，在两年半内完成开发计划，实现更高效的能量转换和更低的排放。GE希望新型换热器将在超过900°C的温度和高于250 bar的压力下运行，超临界CO2动力循环的热效率提高4％，在提高动力输出的同时减少排放。材料方面，这种新型换热器将利用独特的耐高温，抗裂的镍基超合金，这是GE研究团队为增材制造工艺而设计的材料。该热交换器包括多个增材制造方法，使流体通道尺寸较小，具有较薄的壁而形成的流体通路，以及具有错综复杂的形状，这些热交换器使用先前传统的制造方法无法制造出来。

发电领域，GE和西门子都通过3D打印制造技术，打破了自己的净效率记录。其中，GE在南卡罗来纳州格林维尔工厂的测试中以64%的联合循环效率击败了自身之前的设计。GE将HArriet效率的提升归功于“通过不断创新带来的燃烧效率突破”，而这里面的创新则离不开3D打印技术所制造的燃汽轮机的多个关键部件。GE通过金属3D打印技术制造设计优化的燃烧系统部件，实现了更复杂的几何形状，这使得 HArriet燃气轮机的燃料和空气的预混合得到改进，从而实现了燃气轮机发电效率的最大化。

除了带随形冷却通道的模具、带复杂内冷结构的刀具、带内部冷却流道的燃油喷嘴及发动机燃烧室等通过PBF成就的高附加值产品，制造复杂点阵结构成为PBF 金属3D打印技术的另外一大特色应用。2019年国际首个3D打印全点阵整星结构成功入轨的千乘一号整星结构是航天五院总体部机械系统事业部负责研制的，采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法进行设计，整星结构通过铝合金增材制造技术一体化制备。传统微小卫星结构重量占比为20%左右，整星频率一般为70Hz左右。千乘一号微小卫星的整星结构重量占比降低至15%以内，整星频率提高至110Hz，整星结构零部件数量缩减为5件，设计及制备周期缩短至1个月。整星结构尺寸超过500mm×500mm×500mm包络尺寸，也是目前最大的增材制造一体成形卫星结构。

航天五院总体部的点阵结构示意

此外，3D打印点阵结构还可以应用于高强度的压缩机部件制造。轻质、高强度的压缩机部件的主体部分带有点阵结构的内部区域，点阵结构由3D打印实现，主体部分还通过3D打印实现了内部流体输送通道，流体输送通道用于允许润滑油流过压缩机部件的主体部分。

不过点阵与3D打印的结合并非想像中那么轻松，这方面需要仿真软件来提高建模与制造的成功。国内经过多年的仿真计算积累和努力探索，安世中德团队开发出了一款专业用于增材点阵结构仿真分析的软Lattice Simulation[2]。基于多尺度算法，用户可以采用等效均质化技术对点阵结构进行有限元分析。并且提取非均质化点阵结构的等效材料参数，在均质化等效实体模型宏观力学分析后，可以通过局部分析对胞元结构进行详细的应力校核。

设计、软件和材料助力释放3D打印潜力，材料方面，不仅仅是高温合金、铝合金通过PBF工艺实现了零件性能的飞跃，使用铸铜转子的电动机可以帮助普通感应式电动机有效降低电动机的转子损耗，其他金属材料例如3D打印铜金属工艺，将有望解决电动汽车铸铜零件铸造和钎焊的挑战，替代铸造与钎焊，实现更经济更复杂更高效的铜零件生产，从而有望应用于例如转子、散热器、感应器等零件的制造中。

更多的案例在液压控制器、热交换器、汽车结构件、汽车轮毂、刹车系统、传动系统、飞机隔离舱结构等方面正在获得成功验证与推广。

值得注意的是我们目前聚焦的PBF金属3D打印主要是关注其在制造复杂的几何形状，轻量化，缩短交货时间，功能性一体化结构实现等方面的优势。而金属3D打印工艺的一个容易被忽略的潜力是通过快速定向凝固带来非常精细的晶体微结构并控制逐层外延生长。这为设计组件提供了新的可能性，此外，高冷却速度为合金设计开辟了新的可能性。而实验证明，通过金属3D打印实现凝固微观结构和相关的偏析结构可以带来非常精细的结果，与铸造微观结构相比要小100倍。因此，均质化热处理时间也显著的从几小时减少到几分钟。

虽然PBF金属3D打印吸引了金属3D打印业界极大的关注，不过每一种技术都有着其自身的局限性。例如，不锈钢的熔化温度可接近2500华氏度，想像一下当每个单独的3D打印设备都需要不断的消耗能源的时候才能实现零件的加工，整体来说对能源的消耗是不容低估的。除非，通过PBF技术所创造的综合效益如上所述的几个经典案例这么明显。

所以说，用于批量生产领域，目前PBF这样的高成本通常在加工通过传统方式难以加工出来的特殊零件的时候才有意义，包括那些具有极其复杂的内部通道的零件，以及喷气发动机燃料喷嘴和卫星组件等高端部件。

除了能源的消耗，PBF技术还受到了材料的限制和可加工尺寸限制、材料价格、过程中控制以及需要添加支撑结构等各种限制，各大研究机构正在专注于克服这些挑战推动PBF技术走向更广的普及化。当然，随着工艺的提升和通过软件对质量控制能力的提高，PBF技术也在不断地突破自身的局限性。在这方面，亚琛Fraunhofer ILT已经开发出5个振镜、可扩展的下一代选区激光粉末床金属打印技术，该解决方案还可以产生比传统LPBF系统快10倍加工速度的大型金属部件。不仅仅在LPBF（基于粉末床的金属熔化3D打印技术）方面获得突破，亚琛Fraunhofer的futureAM项目包含了其他的增材制造技术，在线过程控制技术的开发，工艺稳健性的开发，以及基于数字孪生的网络化流程链的开发等。

l DED

让我们把目光从PBF技术上切换到DED技术，DED直接能量沉积技术包括激光、等离子、电子束几种不同的热源，材料包括粉末或丝状两种主要的形态。金属材料在沉积过程中实时送入熔池，这类技术以激光近净成形制造（LENS）、金属直接沉积（DMD）技术为代表，由激光在沉积区域产生熔池并高速移动，材料以粉末或丝状直接送入高温熔池，熔化后逐层沉积，称之为激光直接沉积增材成形技术，该技术成形出毛坯，然后依靠CNC数控加工达到需要的精度。

DED技术的市场应用领域除了零件的修复，还包括大型结构件的制造，如飞机结构件一体化制造（翼身一体）、重大装备大型锻件制造（核电锻件）、难加工材料及零件的成形、高端零部件的修复（叶片、机匣的修复）等传统锻造技术无法做到的领域。当然，随着这一技术在工艺控制方面走向成熟，其应用的想象空间将更大。

国内，安世亚太与中科煜宸联合开发了面向金属增材制造定向能量沉积工艺的专业工艺仿真软件AMProSim-DED。使得我国在激光近净成形制造技术的可扩展性方面实现了华丽升级。

2020年，市场上已经在谈论大功率EHLA沉积速率超过2m²/ h的加工速度。凭借EHLA工艺，Fraunhofer表示，该工艺对当前抗腐蚀和磨损保护的加工工艺具有改进作用。由于硬铬电镀消耗大量能量并且具有粘合和孔隙率的缺点，而热喷涂在所用材料方面可能相当浪费。相比之下，EHLA方法加工出来的涂层是无孔的，从而改善粘合情况并降低裂纹和孔隙的发生的可能性。除此之外，根据Fraunhofer，EHLA技术比热喷涂节约90％的材料。

Fraunhofer激光技术研究所的超高速激光材料沉积技术

l 3D打印砂型或熔模+铸造

无论是PBF还是DED技术，都属于直接金属3D打印的技术范畴。市场上还活跃这间接实现金属零件3D打印的途径，一种是通过3D打印砂型或熔模再通过铸造的方式成就复杂的零件，这方面以德国voxeljet-维捷的工业级3D打印技术为代表，国际上有知名汽车厂家采用了这一3D打印技术制造S58发动机缸盖的铸造砂芯，以满足轻量化以及热管理性能的需求。

l Binder Jetting

另外一种名为binder jetting的金属3D打印技术，通过将金属粉末与粘结剂层层粘结成为零件毛坯，再经过脱脂烧结过程制造成金属零件的间接金属3D打印技术。这种生产系统与MIM金属注射成型工艺颇有近亲的感觉，然而其制造过程中并没有使用模具。这种技术将使制造商能够显着降低其成本，从而使该技术成为铸造的替代技术。

在这方面，大众汽车上将使用惠普的金属3D打印技术，首先是进行大规模定制和装饰部件的制造，并计划尽快将Metal Jet金属3D打印的结构部件集成到下一代车辆中，并着眼于不断增加的部件尺寸和技术要求。

 价值创造驱动转型

总体来说，如今的3D打印技术发展程度，在技术层面上速度远超我们的想像，具备了在很多应用层面颠覆的潜能，我们如何理解每一种3D打印技术的优势则需要跟应用行业的需求想结合，拿汽车产业来说，3D打印目前无疑在100万-200万价位的车型上展开了产业化的应用，那么这样的发展趋势将在什么样的时间节点发展到50万价位的车型？当发展到20万-30万价位的车型的时候，占据主流的3D打印技术又将是哪一种类别的3D打印技术？这需要对技术本身和应用行业的发展都具备一定的理解和判断能力。

那么制造业如何驾驭3D打印技术，成为第四次工业革命的赢家呢？在这里，我们需要理解的是一切并不像购买几台3D打印设备那么简单。

企业制造转型是由价值创造驱动的，3D打印技术成就“复杂”产品的优势，例如通过3D打印实现了更复杂的外形，将原来十几个零件简化为1个零件，体积和重量大大缩小；或者是通过3D打印实现了材料的冶金性能的提升，再或者是制造出梯度合金等材料；再或者是实现了更高的产品性能，提升了产品生命周期的附加值。3D打印从应用端创造价值，从而从产业链的价值赋能角度倒逼制造工艺向3D打印转移。而创建竞争优势的关键是设计和材料。为增材制造而设计的增材思维-DfAM正在全球范围内建立。其中仿真驱动设计成为“玩转”3D打印的关键点之一。

每一个企业的转型都是非常艰难的选择，没有一个企业可以从一个山头直接”跳到”另外一个山头，这需要有一个”下山”和重新”上山”的过程。传统汽车从设计定型到第一辆汽车出厂大概需要三年左右的时间，在此期间所有的汽车零件都不允许改变设计，而在电动汽车发展的时代，例如特斯拉汽车几乎每个月都会有一次软件的自动更新，相对固化的体系成为了传统汽车厂商的阿克琉斯之踵。寻求突破，成为传统车厂转型的当务之急。

陷入牵一发而动全身的陷阱，这不仅仅是汽车行业面对的挑战。大型制造公司普遍拥有数十年以传统方式开展工作的经验。所有的流程、设备、培训以及最重要的预算都集中在传统流程上。这时候出于自身的短期发展资金安全角度，也会本能的拒绝新的想法。

此外，将新的制造技术融入关键制造工艺是一项重大任务，因为无论工厂发生什么，客户都必须继续获得高质量的产品。没有一家制造企业能够做到停止目前的生产，而去探索未知世界的“滩头阵地”，

由于存在未知风险，而克服这一初始步骤所需的现金和资源有时非常庞大，以至于车厂不愿意甚至无法继续进行这样的探索。这使得不仅仅供应链成为障碍，资金投入成为另外一个因素使得制造业企业陷入牵一发而动全身的陷阱。

 转型路径

缓解转型过程中的阵痛，制造企业可以尝试建立3D打印实验室连接内外部资源。3D打印实验室能够更好地完善现有的3D打印方法并为推广3D打印技术做准备，同时创建度量标准，重点改进设计创新，健全关键流程标准化，并重点改进质量和检验流程。3D打印实验室还可以作为供应链合作伙伴的培训机构或体验中心，并为企业内部的团队提供培训机会。

有了思维的突破和硬件的准备是第一步，企业还需要建立正向设计能力，这么多年国内很多企业并不是很担心技术上的跟进，因为只要别人有了，拿来逆向一下，再放到国内巨大的市场，结合价格优势，就可能创造赶超别人的市场机会。然而，逆向设计的惯性是很致命的， 3D打印的设计与制造的结合将不是那么容易被逆向，尤其是对于一些设计上非常复杂的产品来说，正向设计是唯一出路。

走出逆向设计困局，国内可以借鉴欧洲Fraunhofer的发展模式，建立对外研发商业模式的合作，制造企业在一个良性的研发创新支持的环境下，向企业外部寻求颠覆性创新支持，实现多赢、优势互补的发展。

他山之石可以攻玉，无论是研发还是产品制造，企业在发展过程中，除了加强自身的创新实力，寻求与市场上的优势资源相结合是另外一条加快发展的路径。在这里，Fraunhofer弗劳恩霍夫IPT工业生产技术研究所，ILT激光研究所，RWTH亚琛工业大学等增材制造研究领域集中优势的研发资源，通过亚琛增材制造中心(ACAM)，连接增材制造研发领域的中坚力量，在全球范围内为制造企业提供欧洲领先科研机构多年来积累的增材制造专业技术，并通过社区、联合研发、以及专业教育服务，帮助企业应对增材制造技术在应用中的挑战。

虽然3D打印迈向产业化的过程中遇到了一系列的难题，例如通过信息管理系统来管理增材制造数据流；工艺可重复性、零件到零件的可重复性；成熟的认证和质量检测方法。在这方面，得益于从设计、生产规划、生产工程、生产实施到服务的全价值链的数字化。

幸运的是，我们即将迎来5G时代的到来，5G允许高密度数据的无缝互联和实时沟通，也就是Real Link-实时链接,对生产的控制是 Real Moment-实时控制,对技术的组合柔性能力是Real Combination-实时组合, 对产品的实现可以Real Personal-实时个性化。

国际上，德国Fraunhofer弗劳恩霍夫IPT工业生产技术研究所携手爱立信、亚琛工业大学启动了欧洲最大的5G数字制造工业园示范项目，旨在在制造业环境中引入新的移动无线标准。快速的5G数据传输可将所有生产和传感器数据存储在包含完整生产历史记录的数字孪生体中。

通过将自动化、数字化以及人工智能、边缘计算、5G和区块链等尖端技术无缝融合，可将海量数据全面转化为宝贵的知识与技术，阔步迈入数字化转型的全新阶段。我们相信有一天，3D打印用于零件的生产将是全流程数字化的，质量稳定的，产品信息可追溯的。在这个基础上，3D打印技术由于其天生的数字化特征可以说是最为贴合动态供应链的制造技术。数字孪生体技术使得复杂的3D打印过程变得轻松，从而减少故障，提高零件质量并更智能地使用材料。

 展望

随着中央政治局常委会会议提出“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”，顶层设计为新型基础设施建设按下“加速键”。可以预见，在更强大的新基建基础设施上，软件将在我国的工业制造环境中获得前所未有的良性发展生态环境。

3D打印重塑制造模式与商业模式的时代正在来临，从制造到创造，相信我国的制造业将借助新技术和国内外优势科研资源的东风，走上一条更为强健的自主与合作创新发展道路。

参考文献：
[1]专利.FuelNozzle for a Gas Turbine Engine.专利：US 10591164B2, 2020.3.17.

[2]段卫毅.多尺度算法在增材制造点阵结构仿真分析中的应用，3D科学谷.20181129.

* 本文发表在机械工业信息研究院主办的《金属加工》杂志上

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