当前，全球范围内新一轮科技革命与产业变革加速孕育，增材制造（又称“3D打印”）作为一项代表性技术，其创新应用的领域和范围不断深化扩大，发达国家纷纷将增材制造作为重点培养和发展的产业方向。我国高度重视增材制造产业发展，专门发布实施了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，并将其作为《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》的重点发展领域。

为全面总结《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》的实施成效，中国增材制造产业联盟系统梳理各地增材制造产业发展情况、产品及应用案例，经分析、汇总，形成了本综述（增材制造典型应用案例，见附录）。

一、产业发展现状及面临的问题

总体上，我国增材制造产业发展态势良好，已经具备了一定的技术基础，在部分领域具备技术优势，突破了一批关键工艺和装备，产业化进程明显加速，行业应用不断拓展和深化。基本形成了以环渤海地区、长三角地区、珠三角地区为核心，以中西部地区为纽带的产业空间发展格局。

（一）产业发展现状

1.产业发展初具规模。据中国增材制造产业联盟统计，2016年我国增材制造产业规模已达80亿元，产业规模实现较快增长，涌现出杭州先临三维科技股份有限公司、西安铂力特激光成形技术有限公司、湖南华曙高科技有限责任公司、鑫精合激光科技发展（北京）有限公司、青岛三迪时空网絡科技有限公司等具有一定竞争力的装备制造和服务企业，以及渭南高新区3D打印产业培育基地、安徽春谷3D打印智能装备产业园等产业集聚区。目前，北京、陕西、广东、湖北、上海等地基本形成产品设计、专用材料、关键器件、装备、工业应用等相关环节的较为完整产业链条，产业整体发展势头良好。据统计，2016年，广东省从事增材制造业务的企业超过400家，实现产值近37亿元。2016年，陕西省增材制造产业规模超过10亿元。北京市从事增材制造技术研发、生产与服务的企业达70家以上，2016年实现销售收入约5亿元。

2.工艺技术不断突破。我国增材制造的工艺技术水平加速提升，一批工艺装备、关键零部件、软件系统实现突破。如西安铂力特激光成形技术有限公司研发的激光选区熔化装备，在铺粉效率、定位精度等关键技术指标上已达到国际先进水平。湖南华曙高科技有限公司已开发出全球首款开源一体化工业级3D打印智能控制系统。易博三维研制出国内首台微型金属桌面增材制造装备。江苏永年激光通过与激光器生产企业武汉锐科合作，共同推动国产大中功率激光器在增材制造的推广和应用。华中科技大学研发的“智能微铸锻一体化”金属增材制造技术，实现了增材、等材制造技术的融合，打印的高性能金属锻件可达到5 m×3 m×3 m，产品的部分技术指标和性能均超过传统铸件的性能。佛山峰华卓立新开发出了阵列喷嘴（256/1024个）全自动砂型增材制造机PCM-800（AJ），用其打印的砂型各项参数接近国外先进水平。中航迈特研发的真空感应气雾化制粉炉突破国外技术封锁，且形成年产10台（套）的制备能力。

3.政策扶持力度加大。为推动增材制造产业发展，工业和信息化部、国家发改委、科学技术部等部门出台了一系列发展规划及专项，将增材制造作为重点发展领域，给予政策和资金扶持。北京市、陕西省、浙江省等地制定了专门产业政策，致力于促进产业发展壮大。2015年12月，北京市政府印发《〈中国制造2025〉北京行动纲要》（京政发[2015]60号），将发展增材制造装备列为“智能制造系统和服务”专项的重要内容。北京市科学技术委员会设置增材制造（3D打印）科技刨新与产业培育专项，2012年起至今已支持55个项目，投入约2亿元。陕西省政府印发了《关于加快推进增材制造产业发展的指导意见》，并于2016年制定了《陕西省增材制造产业发展规划（2016年2020年）》。浙江省2013年专门制定了《浙江省3D打印技术研发规划（2013—2015年）》规范产业发展：2016年制定的《中国制造2025浙江行动纲要》将3D打印列入浙江省重点发展及扶持的领域。此外，山东省、辽宁省、福建省、湖北省、云南省等地也纷纷出台相关政策，助力本地产业发展。

4.支撑体系逐渐完善。2016年4月成立了全国增材制造标准化技术委员会（SAC/TC562），目前已提出增材制造领域的相关国家标准7项。此外，国家增材制造创新中心、国家增材制造产品质量监督检验中心（江苏）也已经批复筹建。北京、陕西、湖南、湖北、广东等省市均拥有增材制造的国家级研究中心、重点实验室等研究机构，推进技术创新。湖南省激光增材制造工程技术研究中心、湖南省增材制造（3D打印）产业示范基地等多个技术研发及产业化平台，成立了湖南“3D数字化制造”产业技术创新战略联盟，开展了面向全产业链的技术服务及整体解决方案供应，进一步推动湖南省3D打印产业技术创新和优化升级。浙江省等地区结合当地产业，设立了针对性的3D打印服务中心，年服务企业1000多家，带动相关产业近100亿。在工业和信息化部指导下，中国增材制造产业联盟于2016年10月19日在北京成立，是国内权威的增材制造行业组织，已有成员单位200余家，涵盖了增材制造领域的主要企业、协会、高校及科研院所。支撑体系的完善，必将助力我国增材制造产业健康发展。

（二）面临的问题

1.产业规模化程度低。目前，我国增材制造产业处于发展初期，技术成熟度不足，应用成本较高，应用范围较窄，造成行业整体上呈现“小、散、弱”的状态，虽然已有较多企业开始涉足增材制造领域，但缺少龙头企业的带动，产业规模较小。

2.关键核心技术有待突破。增材制造的技术成熟度还远不能同减材、等材等传统造技术相比，仍需要从科学理论基础、技术基础、工程化应用到产业化生产等环节开展大量基础性研究工作。同时，我国的增材制造核心器件、专用材料、工艺及软件等领域的产业基础薄弱，部分关键核心装备仍依赖进口。

3.缺乏有效的协调推进机制。目前，国内企业普遍处于单打独斗状态，一些从事相关技术研究的高校和科研院所也是各自为政，这种松散型的行业关系不利于产业链条层级建设，不利于相关机制的协调推进。亟需建立全国性行业协会、创新中心等以产业链为纽带的紧密型组织关系，实现优势资源的整合，提升产业竞争力。

4.应用推广有待加强。目前，增材制造技术的科普程度相对不高，导致国内消费市场对增材制造的认识较浅。同时，由于工业级增材制造设备的昂贵成本和维护费用，使中小企业望而却步，阻碍现有传统生产方式的改造升级，需要进行较长时间的市场培育。此外，由于增材制造产业对地方产值、税收的带动作用有限，而多数地方政府对增材制造技术对当地产业转型升级的作用和意义认识不足，导致其推动增材制产业发展及应用的积极性并不高，存有一定的顾虑。

二、行业应用情况

（一）工业领域

在工业领域，增材制造技术的应用已从简单的概念模型、功能型原型制作向功能部件直接制造方向发展，正渗透到复杂结构件设计及制造领域。同时，在造型评审、设计验证、复杂结构零件、多材料复合零件、轻量化结构零件、定制专用工装、表面修复、个性换装件等方面的应用越来越多，在航空航天、汽车、船舶重点领域应用市场前景广阔，具备爆发式增长的潜力。

1.航空航天领域。西安铂力特激光成形技术有限公司针对航空航天极端复杂的精密构件加工制造问题，利用SLM技术，解决了随形内流道、复杂薄壁、镂空减重、复杂内腔、多部件集成等复杂结构问题，每年可为航空航天领域提供复杂精密结构件8000余件。中航迈特粉冶科技（北京）有限公司利用自产的球形镍基高温合金粉末GH3536生产的发动机燃油喷嘴，已经成功应用于某型号飞机，实现了发动机关键部位的合理结构设计，多零件整合以及整体减重。鑫精合激光科技发展（北京）有限公司采用激光选区熔化技术自主研发制备了大尺寸薄壁钛合金点阵夹层结构件——集热窗框，满足了火星车产品的技术要求，保障了火星车产品的顺利研发与实验。

2.汽车领域。安徽恒利增材制造科技有限公司利用SLS技术和石膏型真空增压铸造技术融合，制造实现—体化制造双金属复合发动机缸体，改变传统开模具和组砂型铸造的模式，替代进口，已经成功应用在奇瑞汽车、东风汽车、广汽、全柴等企业。万向电动汽车有限公司将增材制造技术用于汽车设计、试制阶段，打印制作仪表台、空调面板、大灯模型等内外饰件，在设计早期验证产品装配可行性时，能及时发现产品设计差错，极大缩短了开发周期。萨普汽车科技有限公司引入华曙高科相关设备用于汽车空调设计，极大降低了开模成本，缩短了研发周期。

3.船舶领域。上海电气集团股份有限公司依托“3D打印打印燃气轮机轴向旋流器工业化应用探索”项目，成功制备出符合性能要求的部件，可协助完成重型燃气轮机关键零部件的原型设计与优化，后期将考虑替代传统铸锻零件，直接利用用金属3D打印部件装机。中国船舶重工集团公司第七二五研究所利用电子束熔丝沉积表面改性和修复技术制备船用螺旋槳，经检测，样件无内部质量缺陷，综合性能优于传统铸造方式生产的叶片。

4.表面修复领域。机械科学研究总院先进制造技术研究中心与德国弗朗霍夫激光技术研究所合作，引入国内首台激光高速熔覆修复系统，应用自制商性能微细金属粉末，可实现修复速度最快达200 m/min，是目前最陕速度的40-50倍，可替代电镀，相关成果在北煤机、郑煤机、平煤机等企业推广。

（二）非工业领域

目前，在非工业领域，增材制造技术主要应用在生物医疗、文化创意等领域。

1.生物医疗领域。增材制造技术可满足个性化、小批量、大规模的医疗需求，已经广泛应用在体外医疗器械制造领域，如齿科、手术导板等领域，现正向着个性化永久植入物、临床修复治疗和药物研发试验等领域扩展，未来将致力于生物组织、器官的直接打印。湖南华曙高科技有限责任公司利用选择性激光烧结技术，借助CT扫描“打印”出骨折部位的术前模型，使得手术更精确，手术时间可节约三分之一以上，已在湘雅医院、长沙市三医院有了2000余例成功临床病例。广州迈普再生医学科技有限公司研发了具有国际先进水平的可个性化定制的生物增材制造装备，可满足对非均质多种材料三维结构的成形要求以实现复杂组织器官快速制造，突破了现有装备的打印精度、速度和效率等性能瓶颈。其开发的硬脑膜产品“睿膜”已获得美国FDA、国家食品药品监督管理总局、欧盟CE的批准，目前已应用于近万名患者的脑膜修复手术。杭州捷诺飞生物科技有限公司利用3D打印的肝单元Regen-3D-liver组织，用于药物临床前筛选，被Merck等制药公司使用。

2.文化创意领域。青岛智生三维制造有限责任公司与珠宝厂商施华洛世奇合作，实现3D打印定制珠宝首饰，极大降低了成本，满足了个性化需求。安徽中科镭泰激光科技有限公司运用建模软件设计、3D打印蜡模，再翻模制作金属首饰“清风荡漾”，实现产品内部结构架空交错，补充了传统制造技术的短板。