3D打印進化之路：突破想象邊界 繪就智造未來

    本報記者 賈麗

    見習(xí)記者 劉曉一

    大到火箭、飛機、汽車、國之重器，小到食物、玩具、球鞋、細胞……3D打?。ㄒ卜Q“增材制造”）技術(shù)正在不斷拓展人類的想象邊界。

    當前，3D打印產(chǎn)業(yè)擴張勢頭正勁。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，今年以來截至第三季度末，我國3D打印設(shè)備產(chǎn)量實現(xiàn)同比兩位數(shù)增長。另據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報告，預(yù)計到2025年，中國3D打印市場規(guī)模將超過630億元，在過去的10年里，實現(xiàn)了30倍增長。同時，3D打印的應(yīng)用場景也不斷拓展深化，持續(xù)賦能實體經(jīng)濟與數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量融合，成為我國培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重要推動力之一。

    我國制造技術(shù)如何從傳統(tǒng)的鍛造切削，發(fā)展到如今的萬物皆可“打印”？近日，《證券日報》記者深入調(diào)研了多家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，以探尋3D打印技術(shù)的進化之路。

    呈現(xiàn)三大新特征

    3D打印技術(shù)是依據(jù)三維建模，通過逐層添加材料的方式制造實體零件的技術(shù)，是高端制造的重要組成部分。

    我國一直高度重視3D打印行業(yè)的發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)走深向?qū)崱?015年，工業(yè)和信息化部等三部委印發(fā)的《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃（2015—2016年）》提出，加快增材制造技術(shù)發(fā)展，盡快形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模，對于推進我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。2024年2月1日起施行的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》明確，鼓勵發(fā)展增材制造裝備和專用材料。

    同時，全國標準信息公共服務(wù)平臺數(shù)據(jù)顯示，2025年1月1日，將有4項增材制造國家標準生效。

    今年以來，我國3D打印產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)銷數(shù)據(jù)保持強勢增長。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國3D打印設(shè)備產(chǎn)品產(chǎn)量在2024年前三季度同比增長25.4%。據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計，2024年前三季度，我國3D打印機出口總金額達63.3億元（不含零部件），已超越去年全年總金額。

    目前，我國已在連續(xù)纖維3D打印、多材料打印、納米級打印等技術(shù)方面實現(xiàn)重大突破，達到世界先進水平，且專為3D打印量身定制的新材料也在加速開發(fā)和認證中。

    “與模具成形等傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印簡化了生產(chǎn)流程，可以實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一步成型，大幅節(jié)約制造時間和所需原料。”灼識企業(yè)管理咨詢（上海）有限公司咨詢總監(jiān)陳一心向《證券日報》記者表示，當前，我國3D打印技術(shù)與國際領(lǐng)先技術(shù)相比已經(jīng)沒有代差。

    隨著技術(shù)不斷更迭，3D打印應(yīng)用“全面開花”，越來越多的創(chuàng)意從圖紙走向現(xiàn)實。例如，在航空航天等高端制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已經(jīng)從“可選項”過渡到了“必選項”。

    2023年，世界首枚“3D打印火箭”點火發(fā)射，其85%的材料由3D打印完成。看似難以想象，實則我國早已在踐行。中研普華產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，中國是全球航天航空3D打印市場主要集中地之一。航空航天3D打印技術(shù)正在向天空探索、衛(wèi)星通信、無人機等細分領(lǐng)域拓展。

    聚焦航空制造的深圳光韻達光電科技股份有限公司（以下簡稱“光韻達”）董事會秘書張洪宇向《證券日報》記者表示，3D打印航空零部件的設(shè)計靈活度高，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造能力強，能夠直接制造出傳統(tǒng)加工方法難以實現(xiàn)的復(fù)雜形狀或具備復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零部件，同時，還可以實現(xiàn)輕量化設(shè)計。

    航天航空之外，3D打印在汽車制造、生物醫(yī)療等領(lǐng)域亦有很多應(yīng)用場景，并通過與人工智能融合，實現(xiàn)“落地”生產(chǎn)端。

    “3D打印技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)鏤空一體化打印。例如，在汽車制造行業(yè)，零部件精密的底盤，在建模中可以實現(xiàn)微調(diào)并批量化生產(chǎn)，大幅降低成本。”廣州搞搞鎮(zhèn)文化科技有限公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官崔健南向《證券日報》記者表示。

    而在再生醫(yī)療領(lǐng)域，小小個頭的3D打印機甚至可以制造出“細胞”。深圳市西格諾生物科技有限公司相關(guān)負責(zé)人劉志遠向《證券日報》記者透露，相關(guān)搭載公司技術(shù)的類器官3D打印設(shè)備已投入實驗室試用，未來有望在藥物篩選和器官修復(fù)等方面發(fā)揮巨大作用。

    “當前，我國3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出三大新特性，即技術(shù)突破快、應(yīng)用廣、融合強。”北京斯克萊特科技有限公司創(chuàng)始人許方雷在接受《證券日報》記者采訪時表示，市場對高性能、快速原型制作的需求與日俱增，這將帶來巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，吸引更多“玩家”入局。

    可以說，我國3D打印產(chǎn)業(yè)已進入快速成長期，一場制造業(yè)的“蛻變”正在展開。

    產(chǎn)業(yè)鏈融資擴產(chǎn)忙

    隨著鈦合金等金屬3D打印技術(shù)快速應(yīng)用到消費電子等領(lǐng)域，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)也迎來了訂單上升的“春天”。

    今年以來，國內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)頭部企業(yè)如湖南華曙高科技股份有限公司（以下簡稱“華曙高科”）、西安鉑力特增材技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“鉑力特”）等公司的產(chǎn)品訂單量激增。同時，記者也在調(diào)研中了解到，多家企業(yè)表示對2025年行業(yè)前景保持樂觀。

    鉑力特董事會秘書崔靜姝表示，當前公司訂單充足，生產(chǎn)經(jīng)營有序開展，正全力推進項目交付。預(yù)計明年產(chǎn)業(yè)鏈下游需求將持續(xù)放量。

    隨著上游材料和設(shè)備，以及下游應(yīng)用的持續(xù)增長，多家3D打印頭部企業(yè)也把擴充產(chǎn)能視為首要任務(wù)。其中，鉑力特正在金屬3D打印定制化產(chǎn)品生產(chǎn)線上大幅擴產(chǎn)；華曙高科增材制造設(shè)備擴產(chǎn)建設(shè)項目也已正式啟動，一期投資約6億元。

    “公司正不斷提升算法，滿足行業(yè)對高精度批量生產(chǎn)的需求，并以自主的工業(yè)級增材制造設(shè)備為硬核，持續(xù)進行關(guān)鍵技術(shù)攻堅。”華曙高科董事會秘書劉一展表示。

    從行業(yè)發(fā)展態(tài)勢來看，3D打印技術(shù)已經(jīng)邁過“0-1”的階段，進入高速發(fā)展期，在國產(chǎn)化與滲透率方面仍有巨大空間。一旦在新的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)，將有望進一步打破行業(yè)天花板。

    據(jù)深圳市中研普華產(chǎn)業(yè)研究院有限公司預(yù)測，2024年中國3D打印市場規(guī)模將達到415億元。與此同時，我國3D打印設(shè)備正在加速“出海”。

    產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，亦吸引了眾多資本的青睞。今年以來截至目前，我國3D打印領(lǐng)域投融資規(guī)?？傤~已超過15億元，同比增長40%，多家企業(yè)市值屢創(chuàng)新高。其中，行業(yè)一級股權(quán)投融資熱度高漲。小米科技有限責(zé)任公司、華為技術(shù)有限公司等紛紛選擇進軍3D打印產(chǎn)業(yè)。

    《證券日報》記者進一步梳理3D打印板塊上市公司公告發(fā)現(xiàn)，三成以上公司正處于擴張階段。在融資事件中，A輪事件數(shù)量占比約40%，天使輪/種子輪融資事件占比約為32%。同時，多家企業(yè)在發(fā)展壯大后，積極加入資本化“隊列”進行融資擴產(chǎn)，行業(yè)整體進入產(chǎn)融規(guī)?；A段。

    直面成長的煩惱

    風(fēng)光無限的背后，3D打印行業(yè)也面臨著成長的煩惱。材料限制、打印速度慢、成本高、質(zhì)量與強度難把控、行業(yè)標準與認證不健全等正成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

    許方雷表示，目前可用于3D打印的高性能材料種類相對有限，且打印速度相對較慢，打印成本較高，限制了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時，該技術(shù)在航空航天和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，尚缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標準和認證體系。

    此外，由于技術(shù)門檻高、資金投入大等原因，我國3D打印行業(yè)集中度長期偏低。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，我國3D打印產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)有近200家，但其中多為中小企業(yè)，研發(fā)能力相對較弱。

    中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所研究員李鋼坦言：“要加強統(tǒng)籌規(guī)劃和政策牽引，打造3D打印骨干企業(yè)，并扶持中小企業(yè)，不斷加強企業(yè)自主創(chuàng)新，構(gòu)建以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新體系。同時，還應(yīng)強鏈補鏈，培育產(chǎn)業(yè)集群。”

    面對挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈正在積極“闖關(guān)”。以電子領(lǐng)域企業(yè)深圳嘉立創(chuàng)科技集團股份有限公司為例，公司正精進多種主流3D成型技術(shù)，并布局精磨等表面處理工序，以確保高質(zhì)量產(chǎn)出。

    “鉑力特正通過優(yōu)化打印算法、開發(fā)新型材料、提高模具的生產(chǎn)效率等方式，降低成本和提高效率。”崔靜姝說。

    值得一提的是，國內(nèi)已有多地將加碼發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。例如，今年4月份印發(fā)的《陜西省培育千億級增材制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群行動計劃》，進一步明確了全省增材制造產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的“路線圖”。

    對于產(chǎn)業(yè)未來，中國聯(lián)合國采購促進會副秘書長宋嘉在接受《證券日報》記者采訪時坦言：“政策、資本、應(yīng)用共振，將進一步確保3D打印質(zhì)量和安全，助力整個產(chǎn)業(yè)向規(guī)范化、專業(yè)化邁進，并在全球占據(jù)‘創(chuàng)新高地’，走出中國智造‘新未來’。”