3D打（dǎ）印經過30年的發展，已經（jīng）形成了一條完整的產業鏈。產業鏈的每個環節都（dōu）聚集了一批領先（xiān）企業。產業（yè）鏈上遊主要解決3D打印的數據和材料來源，涵蓋了掃描設備、在線社區、CAD軟件、逆向工程軟件、數據修（xiū）複和材料;中遊以設備企業（yè）為主，這（zhè）些企業大多提供材（cái）料和打印服務業務，在整個（gè）產業鏈中占據主導地位;下遊（yóu）打印服務是行業發展到一（yī）定階段才（cái）出現的（de）商業模式，負責銜（xián）接3D打印與下遊行業（yè）應用。

 

1、超材料　

        歐盟在其增材（cái）製（zhì）作發（fā）展路（lù）線（xiàn）圖中曾提出（chū）重點支持生物材料、超導（dǎo）材料、新磁性材料、高性（xìng）能金屬合金、非晶態金屬、複合高溫陶瓷（cí）材料、金屬有機（jī）骨架、納米顆粒和納米纖維材料。美國國家創新中心AmericaMakes製（zhì）定的增材製造材（cái）料重點領域目標則是建立（lì）材（cái）料知識的體係，為增（zēng）材製造材（cái）料建立基（jī）準特性數據，包括創建一（yī）個範（fàn）式轉（zhuǎn）變，從控製過程參數來“建（jiàn）立”微觀結構，而不是控製底層物理學上的（de）微觀尺度，以實（shí）現一致的可（kě）重複性的微觀結構，從而“設計”材料屬性。我國根據《國家增材製（zhì）造（zào）產業發展推進計劃（huá）（2015－2016年）》的引導，依托（tuō）高校、科研機構開展增材製造專用材料特性研究與設計。　　　　

        我國在從事更多的基（jī）礎與（yǔ）應用層麵建設，歐（ōu）洲在進行前沿領域的探索，美國試圖通過其最擅長的數據分析與軟件能力打造（zào）共性的體係。當（dāng）然，這其中還有很多共同的工（gōng）作是各個（gè）國家都在積（jī）極布局，包括高溫合（hé）金這一必須的戰略領域，如國（guó）內四川天塬（yuán）增材製造、中國科學院寧波材料技術與工程研（yán）究所、南京航（háng）空航天大（dà）學、西安鉑力特、江西理工大學、廣（guǎng）東華（huá）科新材料研（yán）究院、中國科學院重慶綠（lǜ）色智能技術研究院（yuàn）、湖（hú）南頂立科技、航星利華（北京）科技、中國航空工業集團（tuán）公司北（běi）京航空材料研究院等。

        在基礎性材料建設的基（jī）礎，編程材料成為下一個（gè）搶占（zhàn）的戰略製高點。超材料是指（zhǐ）材料的設計表現出不（bú）同尋常（cháng）的特性，是具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工複合（hé）結構或複合材料。迄（qì）今發展出（chū）的“超材料”包括：”左手材料”、”光子晶體”、”超磁性材料”等（děng）。

        哈佛的（de）研（yán）究人員嚐試（shì）通過建立一個基礎（chǔ）設計框架軟件，從而實現幾何（hé）形狀和幾個功能之間切換，並不限（xiàn）製打印尺（chǐ）寸，可以從米級到納米尺度的應用，從減震建築材料升級到光子晶體的超材料結構。

        超（chāo）材（cái）料領域，我國東南大學，中國人民解放軍空軍工程大（dà）學（xué），西安交通大學，北京交通大學等多有研究。隨著哈佛大（dà）學通過軟（ruǎn）件來解決基礎建模問題，超材料或借助3D打印“滲入”特（tè）殊材料領域，使（shǐ）得超材料成為（wéi）尋常可見的材料。

 

2、電子結構（gòu）件

        電子產品製造中的電氣互聯技術，已經由（yóu）以表麵組裝技術、微組裝技術、立體組（zǔ）裝技（jì）術、高密度組裝技術（shù）等技術為標誌的發展時期，逐步（bù）進入了以光（guāng）電（diàn）互聯、綠色組裝、結構功能組件互（hù）聯、多介質複（fù）雜組件互聯等技術為標誌（zhì）的新技術發展時期（qī）。為保證各類新型電路（lù）組件／模塊的電（diàn）氣互聯品質（zhì）和效率，電子行業對與這些要求相適（shì）應的新工藝（yì）、新方法提出了需求。而3D打印（yìn）的製造過程快速、結構形體複雜性無限製等技術（shù）特性（xìng），尤其適用於電子產品的單件、多品種（zhǒng）小批量研製，以及采用傳（chuán）統製造（zào）方式難以實現的結構電子產品的開發。

        在結構電（diàn）子產品製造（zào）領域，美國Optomec公司的氣溶（róng）膠（jiāo）噴射（shè）3D打印技術已被應用在小批量產品的生產中，使用該技術3D打印的曲麵共形天線或在眼鏡上直接印製AR電子設備就是其中頗具代表性的應（yīng）用。

        在這一領域活躍著大量的高（gāo）科技企業，包括哈佛大學創業企業Voxel8，GE和歐特（tè）克投資的Optomec，麻省理工的MultiFab，CC3D，NanoDimension等等。在我國，西安交通大學通過一種導線與基體同步打印的3D打印技術實（shí）現了結構電子產品三維空間的任意排布。

 

3、更精細的質量檢測

        3D打印（yìn）製品在（zài）製備和使用過程中，某（mǒu）些缺（quē）陷的產（chǎn）生和擴展幾乎是無（wú）法避免的。在（zài）金屬融（róng）化過程中，每個激光點創建了一個微型熔池（chí），從（cóng）粉末融化到冷卻成為固體結構，光斑的大小以及功率帶來的熱量的大小決定了這個（gè）微型熔池的大小，從（cóng）而影響著零件的微晶結構。

        對於金（jīn）屬（shǔ）增材製造的（de）複雜性可以區分為五個（gè）層麵：簡單的零件、優化的零件、帶有嵌入式（shì）設計的零件（jiàn）、為增材製造設（shè）計的零件、複雜的（de）胞元結構零件。對（duì）於複雜的3D打印（yìn）產（chǎn）品的檢測，國外各大科研機構，如GE這樣的企業開始（shǐ）采用X射線顯微CT（X－rayMicroCT）作為檢測手段，這一趨勢將在2017年得（dé）以強化。

 

4、3D打印占（zhàn）主角的航天

        2017年1月17日，GE獲得批準的（de）專利中，公開了用於製造渦輪機部件上的應變傳感器的方法。緊接著，GE於1月24日又獲（huò）批專利（lì），內容包（bāo）括燃料（liào）噴射器主體（tǐ）和冷卻（què）係統的（de）製造技術。如果說3D打印在航空領域越來（lái）越彰顯其重要性，那麽在航天領域，3D打印技術已然成為“頂梁柱”。

        NASA認為3D打印在製造液態氫（qīng）火箭發動機方麵頗具潛力，3年（nián）內NASA的AMDE（Additive Manufacturing Demonstrator Engine）增材製造驗證機項目團隊通過增材製造，製造出100多個零件（jiàn），並設計了一（yī）個可（kě）以通過3D打印來完成的發動機原型，而通過3D打（dǎ）印，零件的數量可以減少80％，並且僅（jǐn）僅需要30處焊接。

        SpaceX、Blue Origin、馬歇爾太空飛行（háng）中心（xīn），Aerojet Rocketdyne以及Rocket Lab在2016年再（zài）一次證明，3D打印不僅將提升火箭發射設備的（de）性能，更能降低火箭發射的成本。

 

5、企業內部生態圈

        GE本身是3D打印的下遊應（yīng）用企（qǐ）業（yè），而收購了Arcam，Concept Laser以後，GE成（chéng）為其上遊3D打印設備廠商中的（de）一員，並提出（chū）將在2~3年內（nèi）提高3D打印的速度（dù），在更長遠的時間（jiān）內，GE希望（wàng）達到現在速度的100倍。通（tōng）過GE下遊業務部門的應用發展需求，不（bú）斷反哺GE上遊設備的研發（fā），無論是資金方麵還是know－how方麵，其收購的設備品牌都獲得了其他企業難以獲得的優勢。無獨（dú）有偶，米其林也宣布（bù）將其與法孚合作的（de）金屬（shǔ）打印技術用於更好的輪胎模具生產。

        而美鋁也宣（xuān）布將3D打印業（yè）務從粉末到打印服務單獨成立一家公司Arconic，Arconic公司可以為用戶提（tí）供從航空（kōng）技術到金屬粉末生產乃至（zhì）產品認證的（de）專業（yè）服務。依靠美鋁公司的（de）技術實力，Arconic在（zài）傳統金屬製造技術和3D打印領域都將成為獨具實力的強勢品牌。

        另外一家公司，GKN圍繞著強大的航空航天業務與動力車輛業務版圖，打造了三個增材製造卓越中（zhōng）心：GKN美國辛辛那提增材製造卓越中心、GKN瑞典Trollhätten增材製造卓（zhuó）越中心、GKN英國Filton增材製造卓（zhuó）越中心。

        企業內部生態圈將成為3D打印的一大趨勢，3D打印的競爭將升級為研發、市場營銷、產業鏈、商業（yè）模（mó）式全方位的競爭（zhēng）。

 

6、金（jīn）屬性能的塑料

        塑料正在變得更具有工程性能，Evonik最近推出VESTOSINT3DZ2773材料，這種材料是使用惠普多射流（liú）融合3D打印機開發的第一個（gè）新的塑料粉末。新的（de）PA－12粉末具有優異的力學性能，並且通過美國FDA（食品和藥物管（guǎn）理局）標準，所以（yǐ）用這種材料製造出來的組件可以用於食品接觸。

        Solvay以其先進的輕量化解決方案以塑料取代部分金（jīn）屬為目標。Solvay先是在法國裏昂成立技術中心，研（yán）究（jiū）和生產SinterlineTechnyl，又在美國格魯吉亞州的Alpharetta開辟了一個新的實驗室用於增材製造先進材料的研究。意大利的CRP Technology，圍繞著聚酰胺材料，CRP Technology的尼龍增強（qiáng）材料獨具特色，其中Windform玻璃纖維增強聚酰胺材料具有良好的拉伸強度，也可以被CNC數控加工，並且還是非導電材料（liào）。牛津（jīn）性能材料（OPM）已被選定為（wéi）波音CST－100火箭飛船提供3D打印的結構件，OPM已（yǐ）經開始出貨OXFAB材料打印的零部件，從（cóng）而拉開了高（gāo）性能塑料材料代替輕質（zhì）金屬的一個新篇章。威格斯正帶領由（yóu）多（duō）家公司和機構組成（chéng）的聯盟投身於3D打（dǎ）印（增材製造或（huò）AM）創（chuàng）新。作為其關鍵（jiàn）角色的一部（bù）分，威格斯將以專用於增材製造工藝的新型化（huà）學配方設計為基礎（chǔ），開發高性能聚（jù）芳醚酮（PAEK）聚合物（wù）新牌號。