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§发达国家3D打印的战略规划及发展经验（第2页）

由于企业独立开发3D打印技术通常风险太大或资源太集中，作为英国工业战略的一部分，英国政府承诺，为使用3D打印技术的研发项目提供支持。其中，英国技术战略委员会联合工程与物质科学研究理事会、经济和社会研究理事会以及艺术和人文研究理事会将为3D打印项目投资840万英镑。该笔资金将支持18个3D打印技术研发项目，项目执行时间1-3年不等，内容涉及从人体关节制造到珠宝设计等广泛主题。预计该项目将吸收私人投资630万英镑，累计经费将达到1470万英镑。这些资金将有利于企业开发新的3D打印技术制造解决方案。

随着3D打印技术的发展，伴随激光技术的进步，3D打印仅用于原型制造已不能达到研究人员的要求，研究人员开始尝试用3D打印技术将金属材料直接制造成零件，也就是金属结构件直接制造。近期，英国“3D打印”项目的获奖者提出多种创新理念，如3D打印的颅面部植入体、3D打印的髋关节和手术器械、满足病人足部需求的定制鞋垫等。

德国

德国是传统的制造业强国，但到目前为止，德国没有出台任何专门针对3D打印技术的计划，我们只有在“德国光子学研究”计划中能找到一小部分与3D打印技术有关的内容，即选择性激光熔融技术（SLM）。

较早关注3D打印技术的是德国联邦教研部（BMBF），其在20年前就针对3D打印技术提出长期的发展计划，核心内容为对3D打印技术带来的新的生产方式的理解。BMBF认为，3D打印技术适用于原型或只有有限功能的单件产品的快速生产，例如，生产设计模型或铸模，由于购置设备、材料以及维护技术的成本昂贵，3D打印技术的应用迄今还局限在利基市场（即高度专门化需求的小众市场），如医疗或模具。2011年5月，德国联邦教研部进一步地推出“德国光子学研究”计划，并从2013年初对“生成的制造工艺和光子过程链”进行资助，其实3D打印技术仅是整个光子价值链中的一小部分。从德国联邦教研部的角度来看，3D打印技术首先是一个很有意思的补充生产工具，它必须在未来几年的工业实践中证明自己。柏林工业大学3D实验室在3D打印技术的研究应用方面也取得了一系列的显著成绩，如应用3D打印技术进行北极熊克努特死亡原因的调查，3D打印出奥迪和宝马合作研制的测试模型车DrivAer等。

2002年成立的EnvisionTEC公司是全球快速成型和快速制造设备的领先品牌，其产品涉及工业制造、珠宝首饰、医疗、牙科、助听器定制、生物科技等多种领域，还在英国和美国都设有销售服务中心和培训中心。不同于EnvisionTEbH公司更注重高尖端技术，2013年，该公司在美国旧金山某展会上，发布了他们的研究成果——迄今为止速度最快的纳米级别微型3D打印机——Photonic　Professional　GT　3D打印机，该打印机可以实现纳米级别的作业，它在生物医学和纳米科技领域都有着不错的应用前景。近年来，德国不少机构开始使用3D打印技术，建筑公司用3D打印机打印建筑模型，博物馆用它复制文物；医疗机构打印血管、耳朵等“人体器官”。此外，2013年12月，德国EOS推出了新型3D金属打印机EO**400，这一产品采用了EOS成熟的金属3D打印技术、模块化系统和可扩展的平台，针对在工业生产环境中的直接制造，能制造更大的部件，自动化程度也大大提升，保障了产品质量，操作也更加容易，更能满足客户的需求。

日本

3D打印技术作为21世纪最具注目的新技术，具有生产日期短、效率高等特点，日本政府与许多企业家均看好3D打印技术的前景。38岁的管理咨询师Asami认为3D打印技术将能够改变世界，使得家庭和企业在未来绕过制造商，自行生产所需要的商品。

不少人开始了3D打印的创业，但日本商界文化中存在躲避风险、安于现状的问题，例如，日本出现了索尼、佳能等一批大型电子企业，但日本并没有成为一个全球性的技术大国。有人认为，原因在于日本人越来越畏惧风险和失败。安倍是否能打破这些壁垒，决定了这些企业家能否开创日本产业的新时代。

为了刺激经济发展，日本首相安倍表示鼓励创新，并大力推动政治经济体制的改革。日本政府重启了一项针对创业企业的国家补贴计划，为初创型企业提供补贴，鼓励其发展，希望带动经济，增加就业。据悉，申请该补贴的企业数量已从2013年4月份的15家增加至6月份的2302家，增长十分迅速。日本经济与产业省也在推动一项关于3D打印技术的支持计划，如果这项计划被纳入政府预算，将会有45亿日元助推高端3D打印技术的发展。

新加坡

早些时候，新加坡政府已经宣布投资3000万美元，用于建立3D打印研发中心。2013年，新加坡科学、技术和研究局（A*STAR）推出了一项新的总投资达1500万美元的3D打印技术发展计划。这笔资金用于开发出新的3D打印设备和支持系统。新加坡政府希望通过对这些技术的综合开发，获得增材制造的关键性技术。而开发的技术最终将通过研究机构转移到新加坡的制造部门。

该计划由A*STAR下属的制造技术研究院（SIMTECH）负责管理实施，主要用于支持3D打印技术在新加坡制造业领域，特别是航空、汽车、石油天然气、海洋和精密工程业等的应用，这些行业的产值在2012年占该国国内生产总值（GDP）的20%。根据该计划，A*STAR下属研究机构SIMTECH、材料与工程研究所（IMRE）和高性能计算研究所（IHPC）将与南洋理工大学（NTU）合作开发。1500万美元的资金将用于发展3D打印的六大工艺技术：激光辅助增材制造（LAAM）、选择性激光熔融（SLM）、电子束熔炼（EBM）、POLYJET、选择性激光烧结（SLS）、光固化（SLA）。

A*STAR的6项增材制造技术发展计划目标：

（1）激光辅助添加剂制造（LAAM）：LAAM是根据计算机辅助设计软件（CAD）的3D模型，将金属粉末注入高功率激光束聚焦形成的熔池中，直接制造出金属零件的技术。目前，LAAM并不用于直接制造零件，而主要用于各种组件的修理和改造。在该项计划中，大尺寸3D井下组件（down-hole　pos）将用LAAM技术制造出来。

（2）选择性激光熔融（SLM）：SLM是一种借助计算机辅助设计（CAD）模型以及激光束的热作用融化、逐层堆叠粉末制造出产品的增材制造技术。在SLM过程中，要先打印支撑结构，再构建伸出结构，但零件的几何形状和表面质量难以保障。在该项计划中，为消除和减少支撑结构的使用，开发团队将研发一种新的处理质量分布的算法。此外，开发新型具有优异机械性能的新材料也在计划之列。

（3）真空电子束熔炼（EBM）：真空电子束熔炼（EBM）是在真空环境下，根据CAD模型，使用计算机控制的电子束连续逐层融化金属粉末形成产品的增材制造技术。EBM是增材制造（AM）工艺中的一种比较高效的制造工艺，优点是低残余应力和低变形。然而，这一制造工艺并无法解决表面光洁度和尺寸精度的问题。在该项计划中，开发团队将着力解决这一问题，创新方法，综合运用建模、模拟、材料和工艺开发能力。

（4）PolyJet：PolyJet3D打印机可以通过喷射**光聚合物层创建一个三维的产品原型，不需要额外的固化后处理就可以立即使用，这样打印出的成品更精细且坚固。在该项计划中，开发团队将开发新方式，直接使用PolyJet3D打印技术制造高分子蜂窝结构，推广可广泛用于制造各种轻质蜂窝结构的技术。

（5）选择性激光烧结（SLS）：SLS工艺能使用高功率激光将细小的颗粒材料分层烧结成特定的三维形状，可用的材料包括塑料、金属、陶瓷、或玻璃粉末。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结及后处理等。在该项计划中，开发团队将系统地研究基于物理的模型、计算模拟、新的聚合物基复合材料结合工艺开发以解决SLS技术制作的零部件的功能性和一致性的问题。

（6）光固化（SLA）：光固化（SLA）技术是用特定波长与强度的激光作用于液态光敏树脂，从而逐层固化构建打印产品的一种增材技术。在该项计划中，开发团队将开发低成本的光聚合物，增强打印的零部件的抗冲击强度，减少整体重量。该技术将广泛应用于各种大幅面轻量级的梯度功能部件。

国外经验

在3D打印发展的历程中，我们看到，欧美企业对3D打印技术的系统性开发都离不开应用型研究所。拥有20多台激光直接加工金属设备的德国弗朗霍夫激光研究所，不做产品，只做应用研究，专门为其他机构直接提供咨询和生产服务。

在3D打印领域，中小企业掌控了当下的主体市场，传统制造大企业还没有跟进。实际上，一个国家创新体系中最活跃的群体通常都是中小企业。根据美国小企业创新法，承担国家科技项目、获得较大财政资助数额的机构有责任向小企业转移技术。欧美有专门支持小企业信用担保计划、小企业减免税政策、小企业创新的项目等。对于中小企业的创新，一些发达国家也普遍通过减免税方式进行支持。

同时，发达国家的经验表明，政府的支持相当重要。在一般性的应用技术研发领域，公司一般不愿意投资，无法完全依靠市场机制，而普遍性优惠政策可以由政府制定，对企业进行引导和调动，发挥创新能力。先进技术计划（ATP）即是美国政府促进产业共性技术研发的典范。ATP由政府提供引导资金，提供将近一半的研究投入，其余需要承担项目的公司进行配套。企业可以直接获得政府的资助经费，大学和研究院所参与项目的实施只能通过联合企业来进行。以营利为目的的美国公司拥有最终的知识产权，参与项目的政府机构、研究院所和大学等只能分享专项使用费，不能享有任何知识产权。基于国家利益的考虑，美国政府有权免费使用ATP支持的技术成果，其他企业通过支付费用，获得该项目成果的使用权。

基于国外的成功经验，加大对技术的推广普及，更胜过产品推广。因此要学会在利益共享、风险承担的机制下，分享共性技术，攻关针对产品升级的专项技术。