近日，歐盟發布了一份關于工業級3D打印的全面報告，該報告的題目是《關于歐盟增材制造當前和未來的應用領域、現有的產業價值鏈和失去的能力（Identifying current and future application areas, existing industrial value chains and missing competences in the EU, in the area of additive manufacturing（3D printing））》。

這份報告是由一支龐大的歐盟專家團隊編寫的，視角遍及了整個歐盟范圍內工業3D打印領域，總共有450頁那么長。

據悉，就目前而言，歐盟區域內3D打印的整環境還是相當不錯的，無論是專利、研究、3D打印服務和主要公司對其的投資都非常活躍。但是同樣明顯的是，這些似乎更加集中在西歐地區，在投資分析的時候也能明顯地看到這一點。而且，盡管由于應用和行業的區別各個地方3D打印發展狀況各不相同，但是，該研究發現：德國、英國、荷蘭、法國、比利時、意大利、西班牙和瑞典等國已經在幾個領域內成為全球領導者。“在這些重量級玩家當中，德國的研究與技術組織和3D打印機制造商（以及在某些服務提供商）占據了中心地位。在金屬3D打印技術方面這一情勢尤為明顯。而且金屬3D打印已經被視為歐洲經濟的一支主要力量。”該報告說。

更重要的是，西歐這些國家與東歐形成了鮮明的對比。除了波蘭以外，斯洛文尼亞、克羅地亞、斯洛伐克和捷克共和國等國“才剛剛開始在這些研究部門發展能力。打印機制造商正在向東歐市場投資，但是目前仍然處于比較早期的階段。”專家說。

此外，研究人員在醫療保健應用領域、在基于粉末和線材的3D打印領域看到了非常積極的信號，尤其是在金屬3D打印技術方面歐洲已經具備了全球競爭力。“公司和科研機構在這一領域相當活躍，他們利用金屬粉末和線材來為航空工業打印模具和結構件，而且也為很多行業打印各種工具。”他們說。

但是，使是在那些主要歐洲國家，3D打印技術的影響仍然比較有限。為此，專家們確定了10個比較接近市場（指其新產品和服務會在大約5年之內商業化）的領域，并對所有這10個領域從價值鏈的角度進行了分析。總體來看，這10條價值鏈都沒有被顛覆，這主要是因為3D打印技術的實施還正處于模式轉移階段。

“成熟”的3D打印領域

在這10個領域中，最“成熟”的工業應用當數3D打印手術規劃工具、硬質惰性植入物、注塑模具和結構性飛機零部件。該報告認為，“這些（產品或服務）已經進入或正在進入市場，它們主要得益于增材制造在短期小批量制造（主要是 產品優化和定制化）方面的比較優勢。”該報告稱。不過盡管已經開始影響產品，但是迄今為止它們的影響仍然是相當有限的。然而，有些正在努力走向市場，即使是技術要求比較復雜的環境，比如航空航天業，有些結構組件甚至已經被安裝到了飛行器上。甚至有些傳統部門也出現了新動向，比如有些OEM廠家開始3D打印注塑模具，或者為大型渦輪機打印鈦金屬葉片等。

但即使在這些行業中，仍然可以看到重大的障礙。比如3D打印手術規劃應用，仍然受制于人員缺乏訓練、數字技能等，有些人甚至沒有意識到3D打印可以做什么。另外3D打印植入物則受制于認證和監管障礙，導致其應用范圍仍然比較小。3D打印金屬飛機組件和模具等同樣也面臨著監管、認證和知識壁壘，此外還有打印質量不穩定和表面質量差，以及檢測和檢測技術不足等障礙。而且，缺乏高質量的可3D打印金屬粉末，包括鋁、鎂和鈦等，也是一個關鍵的問題。

不過，這里同時也有很多機遇，尤其需要不同領域的人員進行合作，比如材料和服務提供商，以及外科醫生、醫院和研究人員進行跨領域合作等。

處于中間狀態的領域

該報告稱，這10個主要領域中有幾個一直處于“中間狀態”，包括汽車部件（包括結構性和非結構性應用）的3D打印技術和食品3D部件。這些應用已經到了原型階段，并且能夠看到市場和有興趣的消費者，不過仍然沒有為批量制造做好準備。

尤其是汽車3D打印技術，仍然受到效率、表面質量和制造數量有限的限制。而且3D打印的內飾仍然比傳統方式生產的更貴，而后處理也會有問題。“從這一點上說，3D打印技術還沒為全面制造做好準備。但新的發展正在發生，可以讓我們對于3D打印技術在汽車領域里得應用更加樂觀，比如像URBEE 2這樣3D打印汽車原型的出現。”該報告的主要作者之Pierre Padilla博士解釋說。另外缺乏認知和制造保守主義也阻礙了該技術的大規模采用。

與此同時，3D打印食品還需要更為周全的研究，需要適當考慮食品安全、消費習慣以及3D打印技術對食物本身的影響。更重要的是，與之相應的食品法規還不存在。但再一次，專家們認為，合作是使這些應用更加完善的重要條件，尤其是科研中心和OEM廠商就汽車方面應用進行的研究。

不成熟和新出現的領域

這些領域包括紡織品3D打印（含鞋類）、3D打印家居飾品、備用零件制造和建筑3D打印等，它們都被認為正處于起步階段。預計還需要好幾年才能達到一個成熟的生產階段，并有可能出現新的商業模式。

這其中關于備用零部件的3D打印制造一直很受人們的關注，但是研究人員發現目前關于3D打印零部件的配送網絡完全不存在。“所有的價值鏈目前都處于發展的早期階段：除了一些孤立的個案我們還沒發現一個清晰的供應鏈。”研究人員強調說。此外，部件設計模型的可用性、質量保證，以及零部件的可復制性都有問題。即時這些都實現了，很多客戶也會懷疑3D打印的金屬部件是否能夠達到現有部件的質量標準。而且就目前來說一臺工業級的3D打印設備，尤其是金屬3D打印設備依然非常昂貴，這就造成3D打印部件從成本上說就不現實。“我們還有很長的路要走。”Padilla博士說。

其他應用同樣有類似的礙。比如建筑3D打印面臨著機器人技術、材料和監管的方面的挑戰；紡織品和鞋類部門被視為缺乏必要的知識，包括材料和CAD軟件，而且紡織品3D打印也沒有經過驗證。盡管3D打印家居飾品（包括燈具）是一個有需求支持的領域，但是這個市場被認為太小——面臨著過高的價格、技術和材料方面的限制。

那么需要做什么才能解決這些問題？坦率地說，很多。3D打印備品備件的情況最為典型，說明要走向3D打印的成功還需要大量的工作，包括整個供應鏈都需要進行廣泛的研究合作。

 

障礙與壁壘

當我們像這樣羅列的時候，看上去工業級3D打印技術還沒有準備好出現在歐洲的聚光燈下，而且從許多方面來看確實如此。在3D打印技術真正能夠實現它的附加價值之前，包括歐盟、立法者、研究人員和公司等各個方面都有很多工作要做。  

具體地說，在制造行業中缺乏對于材料和3D打印技術的了解是最常見的障礙之一。這導致了擁有3D打印技能的人才不足、無法將該技術帶到需要的地方。而且其成本和后處理解決方案仍然需要大大提升。  

另外不可否認的是，材料（特別是金屬粉末）正擋在3D打印革命前面的道路當中。尤其是鋁、鈦、鎂這三種材料，幾乎不在歐洲制造，大部分進口自中國，但是這些粉末的大部分都沒辦法通過優化用于3D打印。這將帶來很大的制造、質量和表面精度方面的挑戰。研究人員認為，專用3D打印粉末的開發將有利于工業級3D打印技術的應用。  

總的來說，這份報告對于3D打印技術在歐洲經濟和工業中的作用還是相當樂觀的，并在最終提供了一系列推動目標。其中包括需要進行跨領域的協作、對人力資源的培訓、新材料的研發、廣泛的標準化和認證、相匹配的商業模式、如何創造有效的需求等。  

這份報告是由IDEA Consult公司聯合芬蘭VTT技術研究中心、AIT奧地利技術研究所與CECIMO為歐洲聯盟委員會編寫的。