張瑩梅 李善香 王景利

(哈爾濱金融學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030)

2012年4月21日在英國的《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》上發(fā)表了一篇題為《第三次產(chǎn)業(yè)革命》的論文，在該文中將3D打印技術(shù)堪稱是第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一，這一觀點(diǎn)當(dāng)時(shí)引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，人們對(duì)其眾說紛紜，各有其側(cè)重點(diǎn)。而在經(jīng)濟(jì)學(xué)界，人們最關(guān)注的問題主要是3D打印技術(shù)是什么?它的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用如何?如何充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)且更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)?如何促進(jìn)其科學(xué)發(fā)展?下面就這些問題展開分析。

一、3D打印技術(shù)概述

(一)3D打印技術(shù)的涵義

3D打印技術(shù)是一種三維立體式打印，更加接近于客觀事物，是一項(xiàng)新興的技術(shù)，目前在國外已經(jīng)得到一定程度的發(fā)展與應(yīng)用，取得了一定的成果，被稱為具有工業(yè)革命意義的創(chuàng)新制造技術(shù)。它的工作流程主要分兩步:首先通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)出理想的立體式產(chǎn)品模型，然后通過在3D打印機(jī)中添加液化、粉末化、絲化的原材料逐層打印出3D式樣的產(chǎn)品?？梢钥闯?，3D打印技術(shù)的關(guān)鍵有兩點(diǎn):一是立體式模型的設(shè)計(jì);二是原材料的制造與添加。

(二)3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的數(shù)控制造的區(qū)別

3D打印技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)方式是“添加型”制造，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)的“去掉型”數(shù)控制造正好相反，這也顯示出了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)或特點(diǎn)。傳統(tǒng)的“去掉型”制造方式是以原材料為基礎(chǔ)，通過切割、消磨和熔腐等方法，去除掉多余部分，得到各種所需要的零部件，再通過焊接和拼裝的方式組合成最終產(chǎn)品?？梢娺@樣制造產(chǎn)品的程序相當(dāng)繁雜，產(chǎn)品研制周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高且效率低，而3D打印技術(shù)的“添加型”制造通過在3D打印機(jī)中添加原材料就可以直接制造出或打印出任何形狀的物體，使產(chǎn)品的制造程序大大簡(jiǎn)化，產(chǎn)品的研制周期間接顯著縮短，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提高和生產(chǎn)成本的大幅度下降，大大提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此可以顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、3D打印技術(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)分析

近十幾年來，在計(jì)算機(jī)功能迅速提高、電腦設(shè)計(jì)軟件的不斷出新，新物質(zhì)材料的不斷發(fā)現(xiàn)與發(fā)明，自主創(chuàng)新能力的顯著提高和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動(dòng)下，3D打印技術(shù)被發(fā)明且發(fā)展迅速，在其發(fā)展過程中，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)充分顯示出來，這已在實(shí)踐中得到證實(shí)，主要包括以下幾個(gè)方面:

(一)在生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品或變換產(chǎn)品樣式時(shí)不增加生產(chǎn)成本

在傳統(tǒng)的“去掉型”制造方式下，如果所生產(chǎn)的產(chǎn)品越復(fù)雜精細(xì)，會(huì)需要更多的生產(chǎn)時(shí)間、人力、財(cái)力和物力，使得制造難度加大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本越高，在同樣的價(jià)格下會(huì)使企業(yè)的利潤下降或降低其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而，在利用3D打印技術(shù)方式下，以3D打印機(jī)為例，制造一個(gè)華麗精細(xì)復(fù)雜的產(chǎn)品與制造一個(gè)簡(jiǎn)單的方塊所消耗的時(shí)間、技能或生產(chǎn)成本一樣，只不過是一臺(tái)3D打印機(jī)需要設(shè)計(jì)不同的模型和新的原材料罷了，這種不增加成本的優(yōu)勢(shì)將會(huì)改變傳統(tǒng)的計(jì)算生產(chǎn)成本方式和定價(jià)模式。

(二)按需零時(shí)間交付式生產(chǎn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間無限

3D打印可以按照需求及時(shí)生產(chǎn)，有利于降低企業(yè)的實(shí)物庫存，生產(chǎn)廠商可以按照客戶的訂單使用3D打印機(jī)及時(shí)制造出使客戶的個(gè)性化需求得到最大限度的滿足的立體式產(chǎn)品，有利于大幅度提高消費(fèi)者的效用水平，這將改變傳統(tǒng)的需要時(shí)間的商業(yè)模式，零時(shí)間交付生產(chǎn)能最大限度地降低長(zhǎng)途運(yùn)輸成本，有利于實(shí)現(xiàn)人們按需就近生產(chǎn)的目標(biāo)。此外，傳統(tǒng)的制造產(chǎn)品在形狀上由于受到使用工具的有限功能限制，只能生產(chǎn)出有限形狀的產(chǎn)品，而3D打印機(jī)則打破了這種局限，開辟了巨大的設(shè)計(jì)空間，可以說3D打印技術(shù)可以制造出任何形狀的產(chǎn)品，來滿足人類欲望的無限需求，有利于解決供需矛盾。

(三)有利于實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式下，人們先生產(chǎn)所需的零部件，然后對(duì)這些零部件進(jìn)行組裝來生產(chǎn)物品，而3D打印技術(shù)能使生產(chǎn)的物品的各部分一體化成型，無須組裝，這就使得供應(yīng)鏈縮短了，節(jié)省了勞動(dòng)力資源和運(yùn)輸費(fèi)用，供應(yīng)鏈越短，環(huán)境污染也就越少，有利于實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，此外3D打印技術(shù)還降低了廢棄的副產(chǎn)品的排放，據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)的加工制造業(yè)中，約有90%的金屬原材料被丟棄在工人車間里，而3D打印技術(shù)將金屬制造業(yè)的浪費(fèi)大大降低，而且隨著3D打印技術(shù)水平的提高和打印材料的進(jìn)步，“凈成型”制造將成為未來更環(huán)保的加工生產(chǎn)方式，有利于實(shí)現(xiàn)人類夢(mèng)想的綠色經(jīng)濟(jì)時(shí)代。

三、3D打印技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用

(一)3D打印技術(shù)有利于提供有效供給

近年來，隨著科技的進(jìn)步，人們收入水平的提高，對(duì)生活中物品質(zhì)量的要求也越來越高，導(dǎo)致了現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品嚴(yán)重過剩，消費(fèi)者卻買不到自己想要買的產(chǎn)品，使產(chǎn)品市場(chǎng)中出現(xiàn)了供求矛盾，表面上是供過于求，實(shí)際上是供不應(yīng)求，造成了稀缺資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上會(huì)緩解上述供求矛盾，因?yàn)?D打印技術(shù)是按照消費(fèi)者的個(gè)性化需求來設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品的，可以有效提供消費(fèi)者所偏好的獨(dú)特商品，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品市場(chǎng)供求平衡的理想狀態(tài)，有利于實(shí)現(xiàn)稀缺資源的優(yōu)化配置和充分利用。

(二)3D打印技術(shù)有利于培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)

近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，很多國家都已加入到3D打印技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用中來，其應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，幾乎遍及所有領(lǐng)域，已經(jīng)成為現(xiàn)代模型、模具和零部件制造的有效手段，尤其在航空航天、國防軍工、汽車摩托車、生物醫(yī)藥、家電、建筑工程、教學(xué)研究、農(nóng)用工具等領(lǐng)域已經(jīng)得到一定的應(yīng)用，取得了良好的效果，從維基百科英文版文獻(xiàn)獲取數(shù)據(jù)(見圖1)可知:從3D打印技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用份額來看，3D打印技術(shù)應(yīng)用在汽車及零部件領(lǐng)域占37%，消費(fèi)品領(lǐng)域占18.2%，航空航天和國防軍工領(lǐng)域占 13.7%，商業(yè)機(jī)器領(lǐng)域占 11.2%，醫(yī)療領(lǐng)域占8.8%，科研領(lǐng)域占8.6%，可見各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域應(yīng)用3D打印技術(shù)的市場(chǎng)開發(fā)空間還很大，這為各國培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)指明了未來的方向與方法，在一定程度會(huì)緩解目前各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的局面。因此，3D打印技術(shù)必將成為各領(lǐng)域大批量個(gè)性化生產(chǎn)的主要模式。

圖1 當(dāng)前3D打印技術(shù)應(yīng)用主要領(lǐng)域的產(chǎn)品份額

3D打印技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)緊密結(jié)合，必將衍生出新的細(xì)分產(chǎn)業(yè)、新的商業(yè)經(jīng)營模式，培育或創(chuàng)造出新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。例如自主創(chuàng)業(yè)者可以結(jié)合自身的創(chuàng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)情，購置3D打印設(shè)備，為其需求者提供個(gè)性化的服務(wù)，有利于形成一批數(shù)百億或數(shù)千億元規(guī)模的創(chuàng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，與此同時(shí)，在3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，必然會(huì)提供很多的就業(yè)崗位，通過創(chuàng)業(yè)來帶動(dòng)就業(yè)，有利于擴(kuò)大創(chuàng)業(yè)和就業(yè)的范圍，能有效緩解就業(yè)難的問題，使人力資源得到充分的利用和發(fā)揮，充分體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀的基本要求。

(三)3D打印技術(shù)有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變

3D打印技術(shù)具有在生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品時(shí)不增加生產(chǎn)成本，生產(chǎn)及時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品市場(chǎng)的供求平衡，綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式可以實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)，而且3D打印技術(shù)具有一體化成型的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有利于化解在使用數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)遇到的技術(shù)難題，如復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)、技術(shù)研發(fā)成本的計(jì)算、排放垃圾的技術(shù)處理等問題，而這些難題在3D打印技術(shù)下，可依靠3D打印的高端技術(shù)實(shí)現(xiàn)三大產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化，優(yōu)化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三大產(chǎn)業(yè)快速均衡發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的質(zhì)量和效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由“減材”生產(chǎn)轉(zhuǎn)向“增材”生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式一方面有利于減少稀缺資源的浪費(fèi)，另一方面有利于減少垃圾排放，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口、資源和環(huán)境之間協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。

四、促進(jìn)3D打印技術(shù)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的主要對(duì)策

(一)將3D打印技術(shù)納入到經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的重要位置，促進(jìn)其優(yōu)先發(fā)展

由于3D打印技術(shù)引起人們關(guān)注的時(shí)間很短，對(duì)于消費(fèi)者來說是新生事物，導(dǎo)致很多消費(fèi)者既不了解也不相信3D打印技術(shù)，據(jù)發(fā)放的1000份有效問卷調(diào)查獲悉，在我國消費(fèi)者中大約有70%左右的人質(zhì)疑3D打印技術(shù)的可行性，為了消除這種顧慮，最有效的方式就是依靠政府的權(quán)威性，通過制定經(jīng)濟(jì)政策或經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，將3D打印技術(shù)納入到國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，并且放在重要位置加以強(qiáng)調(diào)，與此同時(shí)，政府在經(jīng)濟(jì)政策上尤其是財(cái)稅金融政策上要為3D打印技術(shù)企業(yè)提供優(yōu)惠，積極支持和引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行3D打印技術(shù)的投資、研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，支持3D打印設(shè)備的進(jìn)出口，從而帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

(二)加大科研投入，提升3D打印技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力

3D打印技術(shù)是一項(xiàng)新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，雖然近年來其引起了世人的廣泛關(guān)注，發(fā)展速度也很快，但是其核心技術(shù)研發(fā)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)還不成熟，從世界各國和地區(qū)3D打印技術(shù)應(yīng)用的市場(chǎng)份額(見圖2)便可以看出。與此同時(shí)也說明3D打印技術(shù)的發(fā)展?jié)摿薮螅袌?chǎng)空間更廣闊。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，誰首先掌握了最新的3D打印的核心技術(shù)，誰就最先搶占了最有利的市場(chǎng)領(lǐng)域和空間，占據(jù)了3D打印技術(shù)市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)或壟斷權(quán)。目前我國已經(jīng)成為繼美國日本德國之后的第四個(gè)3D打印設(shè)備的擁有國，因此，我國一定要盡快進(jìn)一步的加大科研投入，研發(fā)出世界最前沿、最尖端的3D打印技術(shù)，并且將該技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，使我國在3D打印技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，早日實(shí)現(xiàn)趕日超美的目標(biāo)，使我國成為世界上最強(qiáng)大的3D打印技術(shù)國家，促進(jìn)3D打印技術(shù)更好地為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，為國民經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展和早日跨越中等收入陷阱提供強(qiáng)大的科技支撐。

圖2 各國和地區(qū)3D打印技術(shù)應(yīng)用的市場(chǎng)份額

(三)加大人才培養(yǎng)，促進(jìn)3D打印技術(shù)設(shè)備與人才配套

由于3D打印技術(shù)是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，主要包括信息技術(shù)、精密機(jī)械和材料科學(xué)。因此，如能使3D打印技術(shù)設(shè)備應(yīng)用于實(shí)際，必須有掌握3D打印技術(shù)的專業(yè)人才來操作，而這種人才最好能將三種技術(shù)更好地融合來實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，因此，可以通過3D打印技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)與高等院校和科研院所合作或依靠行業(yè)協(xié)會(huì)、展覽會(huì)、研討會(huì)等組織形式進(jìn)行3D打印技術(shù)人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)設(shè)備的供給與需求的有效對(duì)接，促進(jìn)產(chǎn)供銷資金鏈的有效循環(huán)，為3D打印技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供有效的資本保障，促進(jìn)其健康、穩(wěn)定、快速發(fā)展，更好地為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

(四)制定3D打印技術(shù)行業(yè)準(zhǔn)則，保證其產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)公開、公平、公正

制定行業(yè)準(zhǔn)則的目的是為促進(jìn)3D打印技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)健康發(fā)展保駕護(hù)航，目前，3D打印技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)在國內(nèi)還尚未成熟，作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其內(nèi)部的利潤空間巨大，但由于3D打印技術(shù)研發(fā)成本較高且風(fēng)險(xiǎn)較大，很多企業(yè)都在處于觀望狀態(tài)，一旦一項(xiàng)新的技術(shù)被研發(fā)出來并且被應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)生了巨額利潤，潛在的競(jìng)爭(zhēng)者或觀望者就會(huì)通過高仿手段進(jìn)入該市場(chǎng)，導(dǎo)致出現(xiàn)無序的惡性競(jìng)爭(zhēng)局面，會(huì)造成“劣幣驅(qū)逐良幣”的市場(chǎng)結(jié)果，這樣會(huì)嚴(yán)重?fù)p害投資者和研發(fā)者的利益，不利于3D打印技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，政府要制定3D打印技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)違反行業(yè)準(zhǔn)則的個(gè)人或企業(yè)給予嚴(yán)厲的警告或處罰，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行自主創(chuàng)新，形成屬于自己的3D打印技術(shù)品牌，保證3D打印技術(shù)市場(chǎng)穩(wěn)定健康發(fā)展，為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展增添強(qiáng)有力的“砝碼”。

綜上可知，3D打印技術(shù)具有很多的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用巨大，但在其發(fā)展與應(yīng)用過程中也存在一些問題，例如，3D打印機(jī)的市場(chǎng)價(jià)格高，據(jù)調(diào)查一般都在2萬元以上，對(duì)于普通消費(fèi)者很難接受，即使在淘寶網(wǎng)上能買到售價(jià)在三千到六千的產(chǎn)品，但是大部分都是仿制品，軟件簡(jiǎn)單，操作性差，打印原材料昂貴，運(yùn)行速度慢，穩(wěn)定性能差，如果中途斷電整個(gè)模型將完全報(bào)廢，而且產(chǎn)品售后服務(wù)嚴(yán)重短缺等。出現(xiàn)問題在其發(fā)展的初級(jí)階段是很正常的，隨著科技的進(jìn)步和對(duì)市場(chǎng)的宏觀調(diào)控，這些問題會(huì)逐漸得到解決，應(yīng)進(jìn)一步深入研究3D打印技術(shù)，最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，防止問題的出現(xiàn)，促進(jìn)3D打印技術(shù)更好地為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)，早日實(shí)現(xiàn)中國的3D打印技術(shù)強(qiáng)國之夢(mèng)。

［1］(美)胡迪·利普森，梅爾芭·庫曼.3D打印:從想象到現(xiàn)實(shí)［M］.中信出版社，2013(4).

［2］王景利.市場(chǎng)功能與政府功能關(guān)系的經(jīng)濟(jì)學(xué)模型分析［J］.商業(yè)時(shí)代，2012(10):30.

［3］王忠宏.中國3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路［J］.經(jīng)濟(jì)縱橫，2013(1).

［4］The Economist.第三次產(chǎn)業(yè)革命［N］.譯者:莫根兒，經(jīng)濟(jì)學(xué)人(英國)，2012－04－21.