分析3D打印技术对经济发展的影响

张莹梅 李善香 王景利

(哈尔滨金融学院，黑龙江哈尔滨150030)

2012年4月21日在英国的《经济学人》上发表了一篇题为《第三次产业革命》的论文，在该文中将3D打印技术堪称是第三次工业革命的重要标志之一，这一观点当时引起了国内外的广泛关注，人们对其众说纷纭，各有其侧重点。而在经济学界，人们最关注的问题主要是3D打印技术是什么?它的发展优势和对经济发展的作用如何?如何充分发挥其优势且更好地为经济发展服务?如何促进其科学发展?下面就这些问题展开分析。

一、3D打印技术概述

(一)3D打印技术的涵义

3D打印技术是一种三维立体式打印，更加接近于客观事物，是一项新兴的技术，目前在国外已经得到一定程度的发展与应用，取得了一定的成果，被称为具有工业革命意义的创新制造技术。它的工作流程主要分两步:首先通过先进的计算机软件设计出理想的立体式产品模型，然后通过在3D打印机中添加液化、粉末化、丝化的原材料逐层打印出3D式样的产品。可以看出，3D打印技术的关键有两点:一是立体式模型的设计;二是原材料的制造与添加。

(二)3D打印技术与传统的数控制造的区别

3D打印技术的主要实现方式是“添加型”制造，这一点与传统的“去掉型”数控制造正好相反，这也显示出了其独特的优势或特点。传统的“去掉型”制造方式是以原材料为基础，通过切割、消磨和熔腐等方法，去除掉多余部分，得到各种所需要的零部件，再通过焊接和拼装的方式组合成最终产品。可见这样制造产品的程序相当繁杂，产品研制周期长，生产成本高且效率低，而3D打印技术的“添加型”制造通过在3D打印机中添加原材料就可以直接制造出或打印出任何形状的物体，使产品的制造程序大大简化，产品的研制周期间接显著缩短，促进了生产效率的提高和生产成本的大幅度下降，大大提高了产品的市场竞争力，因此可以显著提高经济效益。

二、3D打印技术的经济优势分析

近十几年来，在计算机功能迅速提高、电脑设计软件的不断出新，新物质材料的不断发现与发明，自主创新能力的显著提高和互联网发展的推动下，3D打印技术被发明且发展迅速，在其发展过程中，其经济优势充分显示出来，这已在实践中得到证实，主要包括以下几个方面:

(一)在生产复杂产品或变换产品样式时不增加生产成本

在传统的“去掉型”制造方式下，如果所生产的产品越复杂精细，会需要更多的生产时间、人力、财力和物力，使得制造难度加大，导致生产成本越高，在同样的价格下会使企业的利润下降或降低其市场竞争力。然而，在利用3D打印技术方式下，以3D打印机为例，制造一个华丽精细复杂的产品与制造一个简单的方块所消耗的时间、技能或生产成本一样，只不过是一台3D打印机需要设计不同的模型和新的原材料罢了，这种不增加成本的优势将会改变传统的计算生产成本方式和定价模式。

(二)按需零时间交付式生产和产品设计空间无限

3D打印可以按照需求及时生产，有利于降低企业的实物库存，生产厂商可以按照客户的订单使用3D打印机及时制造出使客户的个性化需求得到最大限度的满足的立体式产品，有利于大幅度提高消费者的效用水平，这将改变传统的需要时间的商业模式，零时间交付生产能最大限度地降低长途运输成本，有利于实现人们按需就近生产的目标。此外，传统的制造产品在形状上由于受到使用工具的有限功能限制，只能生产出有限形状的产品，而3D打印机则打破了这种局限，开辟了巨大的设计空间，可以说3D打印技术可以制造出任何形状的产品，来满足人类欲望的无限需求，有利于解决供需矛盾。

(三)有利于实现绿色经济目标

在传统的生产方式下，人们先生产所需的零部件，然后对这些零部件进行组装来生产物品，而3D打印技术能使生产的物品的各部分一体化成型，无须组装，这就使得供应链缩短了，节省了劳动力资源和运输费用，供应链越短，环境污染也就越少，有利于实现绿色生产，此外3D打印技术还降低了废弃的副产品的排放，据权威部门统计，传统的加工制造业中，约有90%的金属原材料被丢弃在工人车间里，而3D打印技术将金属制造业的浪费大大降低，而且随着3D打印技术水平的提高和打印材料的进步，“净成型”制造将成为未来更环保的加工生产方式，有利于实现人类梦想的绿色经济时代。

三、3D打印技术对经济发展的作用

(一)3D打印技术有利于提供有效供给

近年来，随着科技的进步，人们收入水平的提高，对生活中物品质量的要求也越来越高，导致了现实中出现企业所生产的产品严重过剩，消费者却买不到自己想要买的产品，使产品市场中出现了供求矛盾，表面上是供过于求，实际上是供不应求，造成了稀缺资源的严重浪费。3D打印技术的出现在一定程度上会缓解上述供求矛盾，因为3D打印技术是按照消费者的个性化需求来设计和制造产品的，可以有效提供消费者所偏好的独特商品，有利于实现产品市场供求平衡的理想状态，有利于实现稀缺资源的优化配置和充分利用。

(二)3D打印技术有利于培育新的经济增长点

近年来，3D打印技术发展迅速，很多国家都已加入到3D打印技术的研发与应用中来，其应用领域相当广泛，几乎遍及所有领域，已经成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，尤其在航空航天、国防军工、汽车摩托车、生物医药、家电、建筑工程、教学研究、农用工具等领域已经得到一定的应用，取得了良好的效果，从维基百科英文版文献获取数据(见图1)可知:从3D打印技术市场应用份额来看，3D打印技术应用在汽车及零部件领域占37%，消费品领域占18.2%，航空航天和国防军工领域占 13.7%，商业机器领域占 11.2%，医疗领域占8.8%，科研领域占8.6%，可见各个经济领域应用3D打印技术的市场开发空间还很大，这为各国培育新的经济增长点指明了未来的方向与方法，在一定程度会缓解目前各国经济发展缓慢的局面。因此，3D打印技术必将成为各领域大批量个性化生产的主要模式。

图1 当前3D打印技术应用主要领域的产品份额

3D打印技术与现代农业、现代工业和现代服务业紧密结合，必将衍生出新的细分产业、新的商业经营模式，培育或创造出新的经济增长点。例如自主创业者可以结合自身的创业领域的实情，购置3D打印设备，为其需求者提供个性化的服务，有利于形成一批数百亿或数千亿元规模的创业产业，促进经济快速发展，与此同时，在3D打印产业发展过程中，必然会提供很多的就业岗位，通过创业来带动就业，有利于扩大创业和就业的范围，能有效缓解就业难的问题，使人力资源得到充分的利用和发挥，充分体现科学发展观的基本要求。

(三)3D打印技术有利于经济发展方式转变

3D打印技术具有在生产复杂产品时不增加生产成本，生产及时有利于实现产品市场的供求平衡，绿色环保的生产方式可以实现绿色经济，而且3D打印技术具有一体化成型的独特优势，有利于化解在使用数控技术生产产品时遇到的技术难题，如复杂形状的设计、技术研发成本的计算、排放垃圾的技术处理等问题，而这些难题在3D打印技术下，可依靠3D打印的高端技术实现三大产业的现代化，优化现代农业、现代工业和现代服务业的产业结构，实现三大产业快速均衡发展，提高经济增长的质量和效益，促进经济发展由“减材”生产转向“增材”生产，转变生产方式一方面有利于减少稀缺资源的浪费，另一方面有利于减少垃圾排放，促进经济发展与人口、资源和环境之间协调发展，实现经济又好又快发展。

四、促进3D打印技术为经济发展服务的主要对策

(一)将3D打印技术纳入到经济发展战略规划的重要位置，促进其优先发展

由于3D打印技术引起人们关注的时间很短，对于消费者来说是新生事物，导致很多消费者既不了解也不相信3D打印技术，据发放的1000份有效问卷调查获悉，在我国消费者中大约有70%左右的人质疑3D打印技术的可行性，为了消除这种顾虑，最有效的方式就是依靠政府的权威性，通过制定经济政策或经济发展战略规划，将3D打印技术纳入到国家产业规划中，并且放在重要位置加以强调，与此同时，政府在经济政策上尤其是财税金融政策上要为3D打印技术企业提供优惠，积极支持和引导企业进行3D打印技术的投资、研发、生产和应用，支持3D打印设备的进出口，从而带动经济增长和促进经济发展。

(二)加大科研投入，提升3D打印技术的核心竞争力

3D打印技术是一项新兴技术产业，虽然近年来其引起了世人的广泛关注，发展速度也很快，但是其核心技术研发仍处于发展的初级阶段，产业还不成熟，从世界各国和地区3D打印技术应用的市场份额(见图2)便可以看出。与此同时也说明3D打印技术的发展潜力巨大，市场空间更广阔。在市场经济环境下，谁首先掌握了最新的3D打印的核心技术，谁就最先抢占了最有利的市场领域和空间，占据了3D打印技术市场的主导权或垄断权。目前我国已经成为继美国日本德国之后的第四个3D打印设备的拥有国，因此，我国一定要尽快进一步的加大科研投入，研发出世界最前沿、最尖端的3D打印技术，并且将该技术转化为现实生产力，使我国在3D打印技术领域处于世界领先地位，早日实现赶日超美的目标，使我国成为世界上最强大的3D打印技术国家，促进3D打印技术更好地为经济发展服务，为国民经济实现跨越式发展和早日跨越中等收入陷阱提供强大的科技支撑。

图2 各国和地区3D打印技术应用的市场份额

(三)加大人才培养，促进3D打印技术设备与人才配套

由于3D打印技术是一项多学科交叉的高新技术，主要包括信息技术、精密机械和材料科学。因此，如能使3D打印技术设备应用于实际，必须有掌握3D打印技术的专业人才来操作，而这种人才最好能将三种技术更好地融合来实现3D打印技术的发展与创新，因此，可以通过3D打印技术设备生产企业与高等院校和科研院所合作或依靠行业协会、展览会、研讨会等组织形式进行3D打印技术人才的培养，实现3D打印技术设备的供给与需求的有效对接，促进产供销资金链的有效循环，为3D打印技术进一步发展提供有效的资本保障，促进其健康、稳定、快速发展，更好地为国民经济发展服务。

(四)制定3D打印技术行业准则，保证其产品和服务市场公开、公平、公正

制定行业准则的目的是为促进3D打印技术产品市场健康发展保驾护航，目前，3D打印技术产品市场在国内还尚未成熟，作为一个新兴产业，其内部的利润空间巨大，但由于3D打印技术研发成本较高且风险较大，很多企业都在处于观望状态，一旦一项新的技术被研发出来并且被应用于实际产生了巨额利润，潜在的竞争者或观望者就会通过高仿手段进入该市场，导致出现无序的恶性竞争局面，会造成“劣币驱逐良币”的市场结果，这样会严重损害投资者和研发者的利益，不利于3D打印技术产品市场的进一步发展。因此，政府要制定3D打印技术行业标准，对违反行业准则的个人或企业给予严厉的警告或处罚，鼓励和引导企业进行自主创新，形成属于自己的3D打印技术品牌，保证3D打印技术市场稳定健康发展，为促进国民经济健康发展增添强有力的“砝码”。

综上可知，3D打印技术具有很多的发展优势，对经济发展的作用巨大，但在其发展与应用过程中也存在一些问题，例如，3D打印机的市场价格高，据调查一般都在2万元以上，对于普通消费者很难接受，即使在淘宝网上能买到售价在三千到六千的产品，但是大部分都是仿制品，软件简单，操作性差，打印原材料昂贵，运行速度慢，稳定性能差，如果中途断电整个模型将完全报废，而且产品售后服务严重短缺等。出现问题在其发展的初级阶段是很正常的，随着科技的进步和对市场的宏观调控，这些问题会逐渐得到解决，应进一步深入研究3D打印技术，最大限度地发挥其优势，防止问题的出现，促进3D打印技术更好地为国民经济发展做出更大贡献，早日实现中国的3D打印技术强国之梦。

［1］(美)胡迪·利普森，梅尔芭·库曼.3D打印:从想象到现实［M］.中信出版社，2013(4).

［2］王景利.市场功能与政府功能关系的经济学模型分析［J］.商业时代，2012(10):30.

［3］王忠宏.中国3D打印产业的现状及发展思路［J］.经济纵横，2013(1).

［4］The Economist.第三次产业革命［N］.译者:莫根儿，经济学人(英国)，2012－04－21.