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2019年，全球3D打印產業規模達到119.56億美元，年增長率為29.9%；中國2019年3D打印產業規模為157.47億元人民幣，年增長率為31.1%。

自2011年以來，全球3D打印產業一直保持持續高速增長態勢，離不開各國政府對3D打印產業的強力支持。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打印）產業發展行動計劃（2017-2020年）》中明確規定，年均增速達到30%以上，2020年增材制造產業銷售收入超過200億元人民幣。由此可見， 3D打印對未來工業的重要性不言而喻。

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，它是以數字模型文件為基礎，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，對傳統的工藝流程、生產線、工廠模式、產業鏈組合產生深刻影響，是制造業具有顛覆性的成型技術。

與傳統的制造技術相比，3D打印不需要預先制造模具，在制造過程中不需要去除大量的材料，也不需要通過復雜的鍛造過程就能獲得最終產品。因此，在生產中可以實現結構優化、節約材料和降低能耗。3D打印技術適用于新產品開發、快速單件和小批量零件制造、復雜形狀零件制造、模具設計和制造以及難加工材料制造、形狀設計檢驗、裝配檢驗和快速逆向工程。因此，3D打印行業越來越受到國內外的重視，并將成為下一個具有廣闊發展前景的朝陽產業。

二、3D打印發展歷程

1986年，美國科學家Charles Hull開發了第一臺商業3D印刷機。

1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利。

1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權并開始開發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，英國研究人員開發出世界上第一臺3D巧克力打印機。

2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D打印的飛機。

2012年11月，蘇格蘭科學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打印藝術品。

“ONO之神”（圖片源于：雅昌藝術網）

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，美國加州大學圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術，制造出模仿中樞神經系統結構的脊髓支架。

2019年4月15日，以色列特拉維夫大學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，河北工業大學用3D打印技術成功在校區內復制并裝配了具有1400多年歷史的趙州橋，為古跡修復做出了有益嘗試。

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”，在太空中開展連續纖維增強復合材料的3D打印實驗。這是人類首次實現太空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打印產業結構

3D打印產業主要包括3D打印材料、3D打印設備及3D打印服務三個方面。在2019年全球3D打印產業規模中，三者占比分別為24.1%、44.3%和31.6%。

3D打印材料是3d打印技術發展的重要物質基礎。在某種程度上，材料的發展決定了3D打印能否得到更廣泛的應用。

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，隨著技術的發展和進步，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，目前，國內尚未制訂出3D打印材料標準、工藝規范、零件性能標準等行業標準或國標，但對于粉末類3D打印材料，業內已經形成了一些評價指標，主要有化學成分、粒度分布、粉末球形度、流動性、松裝密度等，其中，化學成分和粒度分布是最常用的兩個評價指標。

歐美克Topsizer Plus激光粒度分析儀

對于不同的3D打印技術，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測試范圍寬及測試結果真實性、重復性、再現性、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。