3D打印初具规模仍需迈向大众创造与产业革新

增材制造作为近年涌现的革命性生产技术，正处在技术革新和应用拓展的关键时期。消费级设备的迅猛增长，以及工业级装备在航天、军事等领域的深入应用，都显示出这项技术对制造业的推动作用已从理论可能转化为实际进程。但从开端走向赋能全民创造、驱动制造进步，仍需跨越一段重要征程。

消费级3D打印机是近期最突出的增长点。中国消费级设备占据国际市场近九成份额，这得益于多重因素：国家对教育改革的强力推动、AI时代年轻人对新学习方式的渴求，加上大疆创业导师李泽湘教授的理念和技术积淀催生了拓竹公司的快速崛起，创想三维等企业也通过生态布局抢占了可观市场。这是中国制造业在消费品范畴竞争优势的又一生动展现，成绩值得认可。

但消费级3D打印当前仍面临一道未突破的关键瓶颈——三维CAD（计算机辅助设计）软件。打印机的操作便捷性已大幅提高，但“会用设备”和“能做创新设计”之间，还隔着专业三维建模技能的高门槛。上海一家专注青少年的CAD软件公司X-MAKER，凭借简化设计门槛的产品思路，在市场中取得了不小份额，这从侧面印证了问题与需求的所在。另外，开发语音操控的AI三维设计软件，是行业在AI时代正奋力攻克的重要方向。AI设计与3D打印的融合，将真正帮助大众成为创客，也会成为青少年工程创新教育的有力工具。

消费级的热潮，是一个不错的开端。而增材制造能发挥巨大价值的领域，在于工业级技术与装备。在关乎国家安全的航天、军事领域，各国的竞争态势日趋明朗。美国国防部2026财年预算中，高达33亿美元用于增材制造关联项目，比上一财年增长83%，创下历史纪录；NASA（美国国家航空航天局）与DARPA（美国国防部高级研究项目局）同期持续加大太空增材制造投入，NASA提出2030年前实现月球基地设施的原位构建，DARPA则重点攻克大型卫星天线、太阳能帆板等空间结构的在轨打印技术。英国、日本也相继大幅追加投资，日本瞄准提升本国增材制造装备在全球的市场占比。

面对激烈角逐，美国一方面对我国高端工业级增材制造技术与装备实行严格封锁禁运，另一方面对我国消费级设备征收关税，意图削弱出口。对我国来说，这既是挑战，也是方向的指引——对方封锁的，正是我们需要攻克的。

我国已加速布局增材制造科技重点计划，建立了国家增材制造创新中心，工业级各主流工艺与装备大体完成了研发，在航天大型构件乃至微纳器件领域均已形成部署，并取得一些技术突破。但必须清醒看到：高端金属增材制造设备进口仍占主流，核心元器件进口超过五成；针对具体应用场景的专用设备尚待开发，现有研究结果有待工程化落地，一批装备有待迭代升级和产业化；原创技术方面，工业级增材制造的核心专利大多数仍源自美国、以色列及欧洲。

想要实现自主突破，关键在于强化面向应用的基础研究。

工业级增材制造有一道核心技术挑战：如何规避和减少缺陷，达成稳定的控形控性制造。金属材料在增材制造过程中的相变，是强非平衡凝固动力学过程，与传统铸造、锻压的结晶机理截然不同，其引发的缺陷是航天等高端装备应用的主要障碍。解决这一问题，需要深入的基础研究发现规律，辅以在线监测与工艺优化。同时，增材制造在效率、成本及多场景适用技术方面，也需要持续的研究、开发与迭代。

增材制造自身也正成为新材料快速开发的理想载体。新型铝合金、高温合金、高熵合金、金属及陶瓷复合材料的研发，均可在增材制造平台上大幅加速。国家增材制造创新中心开创的金属丝直写技术，经过在微重力、高度真空、大温变等极端环境下的验证，已证实是适用于太空制造的强有力装备——这一方向，与NASA、DARPA正在重点部署的地外原位制造形成了正面交汇。此外，增材制造正深度融入复合材料结构成型等传统制造工艺，通过快速制造复杂高性能模具、减少铺设缺陷，持续赋能高端制造能力升级。

推动增材制造从开端走向全面跃进，需要在认知、政策和机制上同步跟上。增材制造是适用于各领域的通用技术，各行业对材料、工艺与装备的需求差异显著，需要各科技计划联合支持，对共性技术平台给予持续稳定的投入。在航天、军工等国企的设备采购中，不能一味以销售业绩作为投标门槛，应给自主开发的技术装备优先空间，切实落实首台套、首批次的引导政策。各行业领导层和技术人员也需要提升认识——增材制造并非万能，但在支撑创新开发、实现快速低成本迭代、加工传统工艺难以完成的复杂结构等方面，它具有无可替代的优势，应当用在最能释放价值的地方。

从消费级3D打印机进入寻常百姓家，到工业级装备在航天、太空制造等战略高地的深度应用，增材制造的发展正处在承前启后的关键节点。开端已具备，方向也明晰了。将这项通用技术的潜力真正转化为中国制造业的创新动力，需要全社会在认知、投入与机制上的共同推动。（卢秉恒）