一、什么是3D打印

3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点。

3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步，我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。

说的简单一点，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。使用3D打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。

 
A1 Technologies Maxit 3D打印机

二、3D打印的优势

1 时间及原材料成本优势

3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间。这种打印机比常规建筑方法要快四倍，而且所使用的原料也只有原来的三分之一到二分之一，更重要的是几乎不会产生任何废弃物。

2 类型多样

3D 打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D 辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料，例如橡胶、塑料、甚至是人体器官，不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业。

3 连接的强功能作用

在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3D打印技术，出来的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。在2011年8月，英国南安普敦大学的工程师设计并试飞了世界上第一架“打印”出来的飞机。这架飞机的外壳是由一款专门打印尼龙材质的3D激光打印机一层层地叠印而成的，相当轻便。鉴于其飞行时速达100公里，其质地紧密程度确实超乎人们的想象。

三、第三次工业革命的浪潮

1 什么是第三次工业革命

第三次工业革命肯定是信息化跟工业化紧紧结合在一起，信息化不仅仅和能源工业能够结合，跟制造业结合起来，就可以大大提高生产效率，取代一些传统的体力劳动，这个过程现在已经到来。但是应该看到，新的工业革命取代旧的传统生产方式需要有一个过程，在这个过程中很重要的一条就是，新的生产方式成本能不能够降到比原有的成本更低，这样它就会具有生命力。在开始的一个很长阶段，传统的生产方式、传统的能源供给可能还是具有相当的优势。

第三次工业革命把信息技术和自动控制技术与现在的工业生产技术结合，最典型的案例就是3D打印成产品。这种技术能打印出衣服、模具、零部件。有报道说，美国学者已经设计出巨大的3D打印机，能在20个小时之内打印出一套房子，比目前的建筑技术更加安全高效，这种3D打印技术的前景如何？它会不会成为第三次工业革命的核心技术？

3D的打印技术现在还在发展的初期阶段，大量取代传统的生产方式有待于时间证明，但是这种发展是完全有可能的。比如我们现在通过编制程序把一些复杂的过程由电脑控制，特别是通过多种联动的加工中心的制造，可以完成一类手工控制完不成的复杂设备制造。这个技术的发展现在越来越发达，取代传统以手工劳动为主的生产工艺发展得会很快。

2 美国大力推动

日前有消息称，奥巴马政府拨款3000万美元，建立了美国国家级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，声称要确保美国制造业不继续流失到中国和印度。

3中国急需发展

第三次工业革命最主要的挑战是通过智能化的制造代替大量的劳动力，那么大量的出口劳动密集型产品的优势会越来越降低。像传统的服装工业、玩具工业等劳动密集型产业，通过智能制造就可以代替劳动力。环境对我国现在的能源结构、能源利用也带来很大的冲击。我们需要跟踪世界上技术发展的趋势，通过自主研发和引进消化创新，使我们跟国外技术发展的差距逐渐缩小，加大研发的投入，通过这些创新支撑工业的发展。

上海工业设计协会曾计划在今年举行一项国际3D打印交流活动，目的也是推动政府进一步认识到3D打印对未来社会发展的重要意义。但3D打印技术在上海的推进不如浙江杭州等地，3D打印技术落户企业也有所滞后，如果企业感觉使用的成本还是过高，政府层面可否在一些工业设计园区内建一些有3D打印服务的公共服务平台？至少在第一二年投入资金支持，将成本降低下来，让企业先用起来。

四、激光快速成形将是3D打印率先突破的方向

1 激光快速成形是较为成熟的先进制造方式

激光快速成形是3D打印制造的一种，是利用计算机模拟切片的技术，逐步利用高能激光束熔化送到熔池中的粉末，如金属、陶瓷、塑料、砂等，从而逐步堆积成一定形状的零件和部件。说的形象点，就是先利用计算机切片，将零件分成一层一层，然后每一层利用类似于“十字绣”的工艺，一点一点用激光配合金属粉末堆积，最后一层一层拼接起来。由于该技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度，甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构，如封闭内部空腔、多层嵌套等。

2 激光快速成形在航空航天、汽车、船舶制造领域优势巨大

快速成形技术是一种数字化的添加材料成型技术，对于产品的几何形状并没有约束，可以说“只要你想得到，我就可以做出来”。因此，设计零部件时可以采用最优的结构设计，而无需顾虑加工问题。而这正是快速制造技术最大优势所在——拓展设计人员的设计空间，尤其是在航空航天、武器装备、汽车等动力装备结构复杂的高端领域。

值得一提的是，目前整个激光材料加工行业按产值从大到小排主要分激光切割、激光打标、激光钻孔、激光焊接、激光表面热处理、激光熔覆、激光合金化等子行业。其中激光切割、钻孔、焊接对激光器和机床精度和控制工艺要求较高，以美、德、日为首的传统制造业强国掌握了尖端技术。但是在激光表面热处理、激光合金化及激光熔覆领域，则是我国的强项，而且我国本身占了全球激光材料加工的15%市场份额，在激光熔覆领域则占到了半壁江山。

激光快速成形实际上就是激光熔覆的升级版，相对于激光熔覆是表面优质涂层的制备，直接成型则是整体制造的工艺，在控制要求上更为困难和严格，但总体来说，和熔覆是一脉相承的，也就是说，中国的科研力量在这个领域是国际领先的。

我们预计，激光快速成形技术仅在钛合金制造领域，在我国航空、船舶领域的市场规模为20亿元。未来随着我国航空、航天、船舶领域的快速发展，和在其他应用领域的拓展，以及该技术带来的新市场，激光快速成形技术的空间巨大。

五、总结

尽管3D打印的规模化还需时日，但如论如何遐想空间极大。与 2011年的石墨烯市场炒作非常相似，当年石墨烯热炒的原因：一是技术新颖、科技含量非常高、应用潜力非常广泛，应用范围广阔。二是美国已经有相关的上市公司取得不俗的业绩，容易找到比较对象。

建议关注银邦股份，南风股份，中航重机，而同时在3D打印概念的带动下，传统的激光概念股如大族激光、苏大维格、利达光电、宏昌电子、 鸿利光电和光韵达也受益。

1 南风股份

南风股份于2012年8月25日发布公告，宣布控股子公司南海南方风机研究所有限公司决定投资“重型金属构件电熔精密成型技术产业化项目”，该项目即为国际上流行的3D打印技术，目前项目工程化关键技术已取得突破性进展。预计项目总投资1.676 亿元，由公司自筹资金，建设期2年，生产运行期第3年产能达到正常生产产能的100%，正常每年生产电熔精密成型重型金属构件产品约3,500吨，包括核电、火电、水电、冶金、化工、船舶等行业装备制造领域所需的压力容器壳体及管板、重型容器、超临界和超超临界汽轮机组转子、船用曲轴等高端重型金属构件，预计正常生产实现年销售收入5亿元，净利润1.217亿元。

该项目自主研发的重型金属构件电熔精密成型技术，是一种原创性的重型金属构件短流程、绿色、精密、数字化、“增材制造”新技术，减少了对传统重型制造装备的依赖，为我国高端重型金属构件成型制造提供了一条全新的技术途径，在核电、火电、水电、冶金、化工、船舶等行业高端重型装备制造领域具有广阔的应用前景。项目合作方为北航教授王华明（同为中航重机的项目合作方），系航空科学与技术国家实验室首席科学家、国内激光制造的学术带头人，在钛合金结构激光快速成型工艺、成套工艺装备及工程化的研究方面有十多年的研究经验。

2 银邦股份

银邦股份于2012年8月16日发布公告，与无锡安迪利捷贸易有限公司签署框架协议，共同出资于无锡市设立飞而康快速制造科技有限责任公司，主要经营高密度、高精度粉末冶金零件、粉末材料、医疗器械零部件、各类新材料与复杂部件的研发、生产、销售、技术服务和咨询。其中，无锡安迪利捷出资2750万元，银邦股份使用自有资金出资2250 万元，分别占飞而康注册资本的55%和45％。该项目中部分产品涉及金属3D打印技术中的激光快速成型技术，产品和技术尚处于试验级段，对公司本期的业绩不产生重大影响。随着飞而康的技术、产品的推广获得实质性突破，该公司的经营可能会为银邦股份带来一定的投资收益。

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