3D打印技术将生产制造从大型、复杂、昂贵的传统工业过程中分离出来，人类将以新的合作方式进行生产制造，制造过程与管理模式将发生深刻变革。因此，3D打印在未来必将带来一场产业革命。但从目前3D打印的发展瓶颈来分析，3D打印革命的到来还需要一段时间。

　　3D打印在美国和欧盟

　　3D打印技术在美国已经形成产业化，目前美国3D打印市场主要分为两类公司。一类是以生产研制打印机为主的公司，如3D Systems，Stratasys，Marker Bot，Formlabs等公司，其中3D Systems是全球最大的3D打印生产商，该公司不仅提供打印机，还出售打印机配套的原材料、相关软件，并为客户提供培训，涉及的行业包括模具、医疗、教育、珠宝、建筑等。

　　另一类则是以3D打印机为基础，以服务大众为主的社会制造公司，其中最著名的两个公司为Shapeways和Quirky。

　　尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球，但在基础研究设施、研发组织和政府支持上，欧盟明显领先。首先，欧盟在政府研发方面的投入力度要大于美国（不计不公开的国防军事投入），著名的大型合作项目包括英国的加式制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产RAPOLAC（Rapid Productionof Large Aerospace Components），全程专注航空航天的SMD（Shaped Metal Deposition）技术等等。其次，欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群，共同开发加式制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国，但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。

　　对我国学术界和产业界的影响

　　3D打印技术的蓬勃发展将使个性化的定制产品成为主流，在互联网和搜索引擎的联接下，社会需求将同社会制造无缝地衔接。中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃研究员提出将社会计算与社会制造这两个密切相关的新兴领域有机地结合起来，以实现互联网、物联网和物流网与3D打印机组成的社会制造网络无缝连接，通过众包等方式使社会民众充分参与产品的全生命制造过程，促成个性化、实时化、经济化的生产和消费模式，形成新的产业革命。

　　3D打印将对传统制造业产生“革命性”冲击，其将取代模具、部件、半成品到成品等生产环节。传统的劳动力、设备投资、工人技能、生产型管理将变得无关紧要。由此可见，3D打印对我国劳动密集型产业将带来较大冲击，由此可能会进一步拉大与发达国家的差距。2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D打印添加剂工业研究中心,并计划第一步投入5亿美元用于3D打印,以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。

　　为了应对这一影响，我国应加快缩小同发达国家在3D打印上的差距。首先应重视3D打印技术的发展；其次加大对3D打印机的研发力度；再次加快3D打印的产业化；最后建立3D打印材料的统一标准，形成一个规范的3D打印材料产业链。

　　3D打印的瓶颈和未来发展趋势

　　3D打印的发展瓶颈可归为如下四个因素：1）原材料因素：能够用于3D打印的材料非常有限，主要为塑料、陶瓷等容易塑形的材料，而且很多材料的强度和硬度都无法达到预期。2）价格因素：目前大多数个人3D打印机售价在2万元左右，一些国内仿制品价格可以低到5000元左右甚至更低，但其打印精度和质量很难保障。高精度3D打印机价格非常昂贵，一般售价在几十万到几百万之间。3）打印前后期处理：对于一个非专业的设计人员，设计富有个性化的模型需耗费大量时间，并在打印过程中需要对模型反复调整和修改。除此之外，通常打印完成后，对于打印的成品还需进行一些后续处理，如打磨、烧结、组装或切割等，需要大量的手工工作。4）缺乏行业标准：目前国内生产PLA和ABS材料的厂家将近数十家，对于同一型号的3D打印机，选取不同厂家的材料打印出来的产品质量大不相同，且3D打印机生产商一般都捆绑式出售3D打印材料，缺乏打印原材料的统一标准，导致打印材料价格和成本很难降低，难以形成产业链。

　　未来5～10年，随着技术的不断进步及市场需求的不断扩大，3D打印将对许多相关行业将带来影响和冲击。

　　对软件行业来说，3D打印使3D模型设计者成为主流设计人群，形成3D设计师职位；3D制图软件的种类会越来越多，操作会更加简单化；在线协同制作3D模型变得日常化，类似于office软件一样普及；关于3D广告设计与3D模型的安全存储等业务将会引起人们的重视。

　　对材料行业来说，通过目前打印材料提供商之间的竞争和市场规律的作用，最终将会形成3D打印材料的统一标准，形成一个规范的3D打印材料的产业链。3D打印的材料种类会不断增加，材料的成型性能将不断改进，以满足不同行业的需求。

　　对自动化行业来说，随着3D打印技术的不断发展，3D打印机对控制算法的要求会越来越高。为了能提高模型成型的质量，同时降低成型的时间，现有的控制算法将被逐步改进或取代。并且为了使3D打印机能支持多种材料打印，相关的配套硬件需要重新设计。

　　3D打印技术从长期来看，定会给我国制造业及相关产业产生影响和冲击，但因受制于上述发展瓶颈，在短期内不会代替传统制造业，3D打印革命的到来还需要一定的时间。

　　作者单位：中国科学院自动化研究所